woensdag 22 juni 2011

Magneet of geen magneet (that’s no question)

Als lid van SRC de Bunker rijd ik meestal met magneet. Als regelmatige deelnemer aan de Classic Cup wedstrijden rijd ik altijd zonder magneet. Ik vind het allebei leuk, al is het wel altijd een hele omschakeling. Door de gevestigde orde in slotraceland wordt je als magneetrijder vaak niet voor vol aangezien, maar dat kan mij niet veel schelen. Ik weet inmiddels namelijk, dat het in competitieverband minstens zo moeilijk is om een goed uitgebalanceerde magneetauto te ‘bouwen’ als één zonder magneet.
Het rijden met of zonder magneet is in essentie gelijk: Gas geven op het rechte stuk, kort remmen voor de bocht, met aangepaste snelheid rollen door de bocht en gas geven zodra de auto uit de bocht weer ‘recht ten opzichte van de baan staat’. Alleen met magneet gaat alles veel sneller. Vraagt het rijden zonder magneet de nodige subtiliteit, met magneet moet er geknald worden om vooraan te rijden, terwijl de foutmarges veel kleiner zijn. Helaas kan dat wel eens schade opleveren (maar daar hebben we secondelijm voor).
Zoals gezegd vind ik beide leuk. Maar een Porsche 962 moet van mij niet driften in de bocht. Dat vind ik geen gezicht. Deze auto’s stammen uit een tijd, dat men met de aerodynamica zover was dat deze ondersteboven tegen het plafond konden rijden. Deze auto’s reden met heel veel downforce. Anders is dat met klassiekers zoals de Ford GT 40 e.d.
Dus voor mij geen dogma’s of principes op dit punt. Voor beide is, om snel te zijn, een goed uitgebalanceerde auto, concentratie, techniek, stressbestendigheid en reactiesnelheid nodig.
Bij magneet wedstrijden spreekt de adrenaline mij aan. Bij niet-magneet wedstrijden vind ik het o.a. het driften leuk (al kost dit wel snelheid).

zaterdag 18 juni 2011

Een slotcar in de bocht

Op wetenschapsforum kwam ik een stukje tegen, dat de krachten beschrijft die op een auto in de bocht van toepassing zijn. Het stukje kan mogelijk tot meer inzicht leiden m.b.t. het bochtengedrag van slotcars. Hieronder volgt de betreffende tekst van dhr. Jan van de Velde:


We zien een auto van de achterkant, terwijl hij een bocht naar links maakt. 
Op die auto werkt de zwaartekracht. Die werkt eigenlijk op elk apart atoom van de auto, maar dan komt elke tekening zó vol met kleine prutspijltjes te staan dat we die tekenen als één kracht, die we laten aangrijpen in het massamiddelpunt van de auto. Voor het eindresultaat maakt dat geen verschil, dat kun je wiskundig aantonen. Dat is dus de blauwe kracht. 
Door het traagheidsbeginsel (een massa waarop geen kracht werkt zal altijd in een rechte lijn bewegen zonder van snelheid te veranderen) wil die auto liefst rechtdoor. Het gevolg is dat het net is of er een kracht naar rechts op de massa van die auto werkt. Hoe sterker de verandering van richting, hoe sterker die (schijn)centrifugaalkracht (rood). Ook deze werkt dus op elk atoom, en ook deze kunnen we weer gecentreerd denken in het massamiddelpunt van de auto. 

Dat de auto niet uit de bocht vliegt is te danken aan de paarse kracht, even groot als de rode centrifugaalkracht, maar tegengesteld van richting. Dat is de wrijvingskracht tussen de banden en het wegdek. Noem het voor mijn part kleefkracht, rubbermoleculen en asfaltmoleculen houden elkaar stevig vast. De auto schuift dus niet zijdelings weg. Alleen, die kleefkracht heeft een maximum. Als de centrifugaalkracht in een té scherpe bocht dus groter wordt dan die maximale wrijvingskracht, dan schuift de auto de bocht uit. Dat gaat dan bovendien ineens goed mis, maar dat is een detail (dat levens kost, dat wel). 

Maar er kan nog iets gebeuren. In het plaatje zie je nog een grijze lijn. Die vertrekt van het punt waar de wrijvingskracht aangrijpt onder het wiel in de buitenbocht, en gaat door het massamiddelpunt. Zo kun je de auto symbolisch voorstellen als een staaf, die schuin op het wegdek leunt, en waaraan halverwege zowel horizontaal als verticaal wordt getrokken. De verticale kracht is de zwaartekracht, die verandert niet. Maar hoe scherper de bocht (of hoe groter de snelheid in die bocht) hoe groter die centrifugaalkracht wordt. Als nou de voet van de staaf goed vaststaat (niet kan schuiven dus) wordt die rode kracht zó groot dat de staaf steeds maar rechter en rechter op gaat staan. De auto gaat op twee wielen door de bocht. Nog een tikje meer rode kracht, en de auto kantelt, gaat over de kop (of beter, over zijn zij). 

Zo snap je ook waarom een sportwagen zo laag en breed is: het massamiddelpunt komt lager te liggen, en het steunpunt van de grijze lijn schuift naar buiten. De grijze staaf komt veel platter te liggen, er is dus een véél grotere centrifugaalkracht nodig om de auto te doen kantelen. 

Als je vectoren kunt samenstellen en ontbinden, kun je precies uitrekenen bij welke grootte van krachten het fout zal gaan.