David y Héctor Riveros
Hay situaciones en las que hay que tomar decisiones inmediatas, si nos detenemos a pensar, los eventos nos rebasan y las cosas pasan con nuestra colaboración pasiva. Muchos de los accidentes pasan por que mientras tomamos la decisión más racional, el mundo sigue su marcha sin esperarnos, a veces con resultados fatales. Manejando un vehículo se nos presentan continuamente situaciones en las que tenemos que decidir que hacer.
Supongamos que un automovilista a una velocidad de 54 km/h = 15 m/s se acerca una intersección, en la cual se detiene un trailer impidiendo el paso de frente. ¿Qué le conviene al conductor, tratar de frenar en línea recta o girar el volante, siguiendo el círculo de mínimo radio?
La fuerza de fricción entre las llantas y el piso, la podemos utilizar para reducir la velocidad del coche en línea recta o para cambiar la dirección del movimiento haciendo girar el volante. Si utilizamos la máxima fuerza de fricción posible, sin que el coche patine, podemos seguir una trayectoria que sea un arco de círculo con el mínimo radio posible. Si intentamos que gire en un radio menor, solamente lograremos que el coche patine perdiendo el control del mismo.
La fricción entre dos superficies es proporcional a la fuerza normal de contacto, en este caso, el peso del coche y a la constante de proporcionalidad le llamamos coeficiente de fricción
Supongamos que el coeficiente de fricción es de 0.8, ya sea para frenar o para girar, y la distancia inicial entre coche y trailer es de 14 metros.
¿Qué pasa si el conductor da un volantazo tratando de que gire más rápido de lo que permite la fuerza de fricción?
Recordemos que al frenar disipamos energía, Pero el movimiento en círculo la conserva.
Fig. 1.- A truck stops suddenly in front of a car. The driver should apply the brakes or turn the wheel to avoid the truck
El conductor del coche puede usar la fuerza de fricción para detener al coche en línea recta o para tratar de desviarlo en una trayectoria circular. El radio de la trayectoria circular no puede ser más pequeño que cierto valor. Si el conductor da el volantazo excediendo este valor el coche se patinara de manera no controlada, con riesgo de volcarse (¿Por qué?). El radio de giro R esta dado por la fuerza centrípeta aplicada por la fuerza de fricción de las llantas con el piso.
