Stwierdzenie, że samochód może jechać prosto lub po łuku, jest trywialne. Jednak od strony fizyki różnica jest zdecydowana. Podczas jazdy po łuku pojawia się tzw. przyspieszenie dośrodkowe, a w konsekwencji siła odśrodkowa. Chce ona „wyrzucić” samochód na zewnątrz łuku.

Dzięki tarciu pomiędzy każdą z opon samochodu a nawierzchnią drogi powstaje tzw. siła boczna. Wszystkie siły razem starają się „utrzymać” samochód w łuku. Kiedy im się to udaje, a kiedy nie? Od czego zależy wartość siły bocznej? O tym napiszemy w tym artykule.

Siła boczna
Gdy samochód porusza się po łuku (T, rys. 14), na jego środek ciężkości SC działa przyspieszenie dośrodkowe aD. Można również powiedzieć, że to przyspieszenie dośrodkowe powoduje zakrzywienie toru ruchu samochodu. Reakcją na jego występowanie, jest działanie na pojazd siły odśrodkowej FOP, która jest zwrócona przeciwnie do przyspieszenia dośrodkowego.
Aby pojazd jechał po łuku, siła odśrodkowa musi być równoważona przez sumę sił bocznych, od FB1 do FB4 (rys. 14), występujących na styku opon z nawierzchnią. Każda z sił bocznych jest prostopadła do płaszczyzny koła, na które działa. Jeśli suma sił bocznych od FB1 do FB4 nie jest w stanie zrównoważyć siły odśrodkowej FOP, samochód zostaje wyrzucony w stronę zewnętrzną łuku, czyli w kierunku działania siły odśrodkowej. Przy ruchu samochodu po prostej przyspieszenie dośrodkowe ma wartość zerową – nie ma go.
Siła boczna (FB) działa na każde z kół (rys. 15) podczas jego ruchu po łuku. Jest skierowana w stronę środka łuku (rys. 14) lub inaczej, przeciwnie do siły odśrodkowej. Jej wartość obliczamy ze wzoru:

w którym:
FNK – siła nacisku koła na nawierzchnię drogi,
mB – współczynnik tarcia bocznego opony o nawierzchnię drogi.
Wartość siły bocznej zależy od wartości wielkości występujących we wzorze. Zależności wartości współczynnika tarcia bocznego opony mW o nawierzchnię drogi od różnych wielkości omówię w tym i następnym artykule. 
Siła odśrodkowa FO działająca na każde z kół samochodu (część siły FOP) i siła boczna (FB) działająca na koło odkształcają oponę – rys. 16.

Kąt znoszenia bocznego
Aby na styku opony z nawierzchnią drogi powstała siła boczna, równoważąca siłę odśrodkową (FO) (rys. 17), konieczne jest wystąpienie znoszenia bocznego koła. Jego miarą jest kąt znoszenia bocznego koła a, zawarty pomiędzy płaszczyzną symetrii koła a kierunkiem (chwilowym) ruchu koła, stycznym do toru ruchu koła. Można również powiedzieć, że tor ruchu koła jest wypadkową dwóch ruchów koła: w płaszczyźnie symetrii koła i w kierunku prostopadłym do tej płaszczyzny.

Wartość współczynnika tarcia bocznego opony
Jeśli koło porusza się po łuku i jest niehamowane, to wartość współczynnika tarcia bocznego opony (mB) zależy tylko od kąta znoszenia bocznego koła a. Jeśli dodatkowo jest hamowane, to wartość współczynnika tarcia bocznego opony zależy również od poślizgu koła – PK – będzie to tematem kolejnego artykułu.
Zależność współczynnika mB od kąta znoszenia bocznego koła a, przy stałej wartości PK przedstawia rys. 18. Wynikają z niego następujące wnioski:
- dla zerowej wartości kąta znoszenia bocznego koła a wartość współczynnika tarcia bocznego opony jest zerowa;
- jeśli rośnie wartość kąta znoszenia bocznego koła a, to niezależnie od rodzaju nawierzchni drogi wartość współczynnika mB najpierw rośnie, potem osiąga wartość maksymalną, a następnie maleje;
- im większa jest „przyczepność” nawierzchni drogi, tym wyższe są maksymalne wartości współczynnika mB (linie A i B wykresu, w porównaniu z liniami C i D).

Jeśli na koło działa siła odśrodkowa FO1 – część składowa siły odśrodkowej FOP działającej na cały samochód (rys. 19a) – to kąt znoszenia bocznego koła musi osiągnąć taką wartość a1, aby siła boczna FB1, która działa na styku opony i nawierzchni drogi, zrównoważyła siłę odśrodkową.
Jeśli np. wskutek wzrostu prędkości jazdy samochodu siła odśrodkowa rośnie do wartości FO2 lub FO3 (rys. 19b lub 19c), to zostanie ona zrównoważona przez rosnącą siłę boczną – odpowiednio FB2 lub FB3, przy wartości kąta znoszenia bocznego koła – odpowiednio a2 lub a3, jeśli jednocześnie zostaną spełnione dwa warunki:
- wzrost wartości kąta znoszenia bocznego koła a będzie powodował wzrost wartości współczynnika tarcia bocznego opony;
- siła boczna zrównoważy siłę odśrodkową, przy wartości współczynnika tarcia bocznego opony równej lub mniejszej niż maksymalna.

Przykład: wskazane warunki są spełnione dla linii A wykresu na rys. 18, w zakresie wartości kąta znoszenia bocznego koła a, od 0 do 20°.
Jeśli rośnie wartość siły odśrodkowej, ale mimo osiągnięcia przez współczynnik tarcia bocznego opony mB wartości maksymalnej, siła boczna FB nie zrównoważyła siły odśrodkowej FO, wówczas:
- następuje dalszy wzrost kąta znoszenia bocznego koła a;
- nie nastąpi równowaga pomiędzy siłą boczną a siłą odśrodkową.

Przykład: te warunki są spełnione dla linii A wykresu na rys. 18, dla wartości kąta znoszenia bocznego koła a, większych od 20°.
Niezrównoważona siła odśrodkowa przemieszcza koło w kierunku „na zewnątrz” zakrętu.

mgr inż. Stefan Myszkowski