1r ciclo Problema barco de vela

[javirk]

Hola, en clase no hemos dado casi mecánica de fluidos y nos han mandado un trabajo de un barco de vela. Entiendo los conceptos pero no tengo ni idea de qué hacer. Me dan la velocidad del viento, paralela a la vela y el ángulo que forman la velocidad del barco y el viento y me piden la velocidad del barco. Sé que hay que hacer algo con Bernoulli y que se crea una fuerza perpendicular a la vela, sin embargo no tengo ni idea de cómo sacar el módulo de esa fuerza. ¿Cómo puedo, al menos, plantearlo?

Un saludo y gracias de antemano.

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Hola, he hecho algo, pero no sé si está bien:

He hecho Bernoulli a los dos lados de la vela del barco y, tomando que la diferencia de distancias es aproximadamente 0, me sale:
$\Delta P = \frac{1}{2} \rho \Delta V^2$ (Siendo $\Delta V^2$ la diferencia de velocidades a los lados de la vela).

Entonces, como $F = \Delta P \cdot S$ ¿no?, $F = \frac{1}{2} \rho \Delta V^2 \cdot S$.

Al haber fuerza de rozamiento y al tomarse la aceleración del barco constante:
$F = F_{roz}$

$\frac{1}{2} \rho \Delta V^2 \cdot S = \gamma V_{barco}$

Tomo (porque lo dice el enunciado) que la velocidad en la parte convexa es la velocidad aparente del viento y que en la parte cóncava es cero:
$\frac{1}{2} \rho (V_{concava}^2-V_{convexa}^2) \cdot S = \gamma V_{barco}$

$\frac{1}{2} \rho (-V_{aparente}^2) \cdot S = \gamma V_{barco}$

Por lo tanto:
$V_{barco} = -\frac{\rho V_{aparente}^2\cdot S}{2\gamma}$

¿Está bien?

[angel relativamente]

Re: Problema barco de vela

Sin haberme leído tu resolución porque voy un poco escaso de tiempo, te enlazo un problema resuelto de la Olimpiada de Física de 2010: una introducción al arte de navegar
Espero que guarde la suficiente relación para que sea de ayuda,

Saludos.

[javirk]

Re: Problema barco de vela

Hola, más o menos me ha ayudado, pero ahí ya se da como dato la fuerza de sustentación que se crea desde la vela, que es precisamente lo que yo quiero calcular y no sé si he hecho bien.

¡Un saludo y gracias!

[ire16]

Re: Problema barco de vela

Según la ley de Bernoulli puedes poner que P₁+\frac{1}{2}\rho_aire{v}_{1}² = P₂+\frac{1}{2}\rho{v}_{2}² . Como dices que en la parte convexa la velocidad del aire será prácticamente nula podemos aproximar a que P2-P1= \frac{1}{2}\rho_aire{v}_{viento}² .
Sabiendo esto, como bien has dicho: F_neta = \DeltaP S = \frac{1}{2}\rho_aire{v}_{viento}² S y comparando esto con la segunda ley de Newton en el eje de la dirección de avance podemos decir que:
\sum_{n = 0}^\inftyF_y = ma por lo tanto: F_neta sin\theta - F_roz = ma. Si te dicens si avanza con velocidad constante o no, de aquí podrás sacar la velocidad del barco que te piden.

Espero que te sirva de ayuda.

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Creo que los símbolos no han salido bien... espero que aún así entiendas lo que he puesto. Un saludo

[javirk]

Re: Problema barco de vela

Vale, entonces puedo decir que lo que puse está bien. Muchas gracias.

Para que salgan los símbolos tienes que encerrar todo lo que escribas con ellos dentro de . Así, poniendo:
[HTML]$P1+\frac{1}{2}\rho_{aire}{v}_{1}^2 = P2+\frac{1}{2}\rho{v}_{2}^2$[/HTML]

Te sale:
$P1+\frac{1}{2}\rho_{aire}{v}_{1}^2 = P2+\frac{1}{2}\rho{v}_{2}^2$