Dynamique du mouvement circulaire : applications

Lorsqu’une voiture se déplace sur une trajectoire circulaire à une vitesse constante, les forces agissant sont la force de frottement statique, son poids et la force normale.

Dans le sens horizontal, la force de frottement statique radiale fournit la force centripète nécessaire au mouvement circulaire et est le produit du coefficient de frottement et de la force normale.

Dans le sens vertical, la force normale est égale au poids de la voiture.

En substituant N et en résolvant la vitesse, on peut obtenir la vitesse maximale de la voiture.

Au-delà de cette vitesse, le frottement statique diminue et le véhicule dérape vers l’extérieur.

Par conséquent, les circuits de course conçus pour les voyages à grande vitesse ont des courbes inclinées. La pente de la route avec un angle d’inclinaison plus grand aide le véhicule à se déplacer à des vitesses plus élevées sans dépendre de la friction.

Sur une route inclinée, la composante de force normale horizontale agissant vers le centre de la courbe fournit la force centripète, tandis que la composante de force normale verticale équilibre le poids de la voiture.

En divisant les deux équations, on obtient une expression de l'angle d'inclinaison requis et de la vitesse maximale de la voiture.