Anuncio

Colapsar
No hay ningún anuncio todavía.

¿Cómo logra desplazarse un vehículo?

Colapsar
X
 
  • Filtro
  • Hora
  • Mostrar
Borrar todo
nuevos mensajes

  • Secundaria ¿Cómo logra desplazarse un vehículo?

    Hola foro, tengo una gran duda, surgió en clase la semana anterior y se refiere a lo siguiente:

    Hablando sobre el tema energía, que se define como la integral a lo largo de una trayectoria del producto escalar de los vectores fuerza y diferencial de desplazamiento.

    Bueno ocurre que debatiendo sobre la rotación del neumático de un vehículo, deducimos que la fuerza de rozamiento no hace trabajo, evidentemente. Por lo cual luego nos preguntamos si, partiendo del resposo, al cabo de un tiempo t, de donde sale la energía cinética que adquiere el vehículo.
    Yo y mis compañeros hablabamos sobre la energía química del combustible, la cual se transmitía a las ruedas a través de un motor y un eje. Pero resulta que el profesor nos dijo que lo pensemos de otra manera, y que tratemos de entender como es que el auto logra moverse, gracias al rozamiento.
    Les dejo un esquema intuitivo.
    Haz clic en la imagen para ampliar

Nombre:	PPP.PNG
Vitas:	1
Tamaño:	3,4 KB
ID:	314770
    En este esquema, el vehículo se desplazaría a la derecha, por lo cual la fuerza de rozamiento va hacia la derecha, de manera de oponerse al movimiento de la rueda.

    Bueno agradezco cualquier tipo de ayuda y/o opinión.

    Además nos dejo para pensar por qué cuando ponemos una cuerda sobre el pedal de una bici, y tiramos de ella hacia atras, de manera que sea el sentido de giro igual que si estuviésemos en la bicicleta y quisiesemos avanzar, la bicicleta NO va hacia adelante sino hacia atrás, este la bicicleta con o sin peso.
    Esta experiencia es realmente difícil de predecir, hasta el punto de que tuvimos que ir al patio de la Universidad a comprobarlo. La verdad no se por qué esto ocurre.
    Haz clic en la imagen para ampliar

Nombre:	bici.PNG
Vitas:	1
Tamaño:	11,7 KB
ID:	314771
    Saludos
    Última edición por iaanmartinez; 26/08/2017, 22:53:45. Motivo: agregar esquema de la bici

  • #2
    Re: ¿Cómo logra desplazarse un vehículo?

    es la fuerza de rozamiento estático que ejerce el asfalto sobre la rueda la que hace que el coche se desplace, como muestra el dibujo que tú mismo has puesto
    Última edición por skynet; 27/08/2017, 00:11:49.
    be water my friend.

    Comentario


    • #3
      Re: ¿Cómo logra desplazarse un vehículo?

      Lo que le da energía cinética es el trabajo que produce el torque sobre la rueda, la fuerza de roce solo hace que parte de esa energia cinetica se transforme en lineal . Y en el caso de el experimento de la bicicleta , lo que hace que valla hacia atras es que la tension de la cuerda es aplicada de costado, y esa fuerza es mayor que el momento que genera mediante el mecanismo.

      Comentario


      • #4
        Re: ¿Cómo logra desplazarse un vehículo?

        La bicicleta no necesariamente irá hacia atrás: depende de la relación de diámetros entre los piñones, el plato, la rueda y el pedal. Ver a partir de 5:47. Se pueden poner subtítulos en español

        Aquí está el vídeo al que se hace referencia: http://simonsfoundation.s3.amazonaws...ike-pull-4.mp4
        Última edición por arivasm; 27/08/2017, 12:15:36.
        A mi amigo, a quien todo debo.

        Comentario


        • #5
          Re: ¿Cómo logra desplazarse un vehículo?

          Escrito por iaanmartinez Ver mensaje
          Yo y mis compañeros hablabamos sobre la energía química del combustible, la cual se transmitía a las ruedas a través de un motor y un eje. Pero resulta que el profesor nos dijo que lo pensemos de otra manera, y que tratemos de entender como es que el auto logra moverse, gracias al rozamiento.
          Les dejo un esquema intuitivo.
          [ATTACH=CONFIG]12721[/ATTACH]
          En este esquema, el vehículo se desplazaría a la derecha, por lo cual la fuerza de rozamiento va hacia la derecha, de manera de oponerse al movimiento de la rueda.

          Bueno agradezco cualquier tipo de ayuda y/o opinión.
          Puedes probar esto mismo con auto de juguete a fricción o pilas...
          Si alzas las ruedas tractoras del vehículo y las dejas en el aire, todo el mecanismo del "motor" no es efectivo para impulsarlo, quedará "encendido" pero no avanzará, .

          Suspendiendo el auto de juguete tocas el neumático girando por la parte inferior con el sentido de giro que le has dado al dibujo y este impulsara tu mano hacia la izquierda, más fuerza haces más impulso le dará...pero como contrapartida por la tercera ley de Newton , ese impulso es transmitido hacia el vehiculo en la dirección opuesta, hacia la derecha, aunque quizá ese escala es insuficiente para verlo. Si lo haces descender lentamente, de modo que las ruedas apenas toquen el piso, sentirás que el carro quiere avanzar apreciablemente, y si le dejas aplicar todo su peso al piso, la fuerza de rozamiento se incrementa, esta aplica un torque igual al producto de esta fuerza por el radio del neumático, o mas bien desde el piso hasta el centro del eje, tomando centro de momento el punto de apoyo.
          Ese torque crea una fuerza impulsora en el eje que no se puede equilibrar , la inercia que tiene de su masa o la resistencia a avanzar del vehiculo como quieras llamarle solo modifica la tasa con la que el vehiculo acelera hacia la derecha y lo sentirás en tu mano, y deberás aplicar una fuerza igual y contraria para que no escape.
          Es necesario considerar que de ese modo es solo el rozamiento dinámico el que actua, como ya intuyo sabes, la fuerza producida por el rozamiento estático es mayor, de allí surge que es mas efectivo y controlable mantener el vehiculo en rodadura. Como ejemplo de ello es que los vehículos de carreras intentan siempre evitar los derrapes, pues parte de la energía creada por el motor se pierde innecesariamente, disipando parte de la energía quemando caucho. Su contrapartida deportiva son el Drifting y el speedway, donde la impulsión se hace controlando solo el rozamiento dinámico.

          Comentario


          • #6
            Re: ¿Cómo logra desplazarse un vehículo?

            He entendido perfectamente, pero acabo de intentar plantear las fórmulas que lo demuestren y no lo consigo. Si alguno tiene idea le agradezco.
            MUCHAS GRACIAS A TODOS LOS QUE APORTARON

            Comentario


            • #7
              Re: ¿Cómo logra desplazarse un vehículo?

              Para el automovil voy a usar la misma nomenclatura que use en un hilo relacionado, http://forum.lawebdefisica.com/threa...cia-de-frenado

              Escrito por Richard R Richard Ver mensaje
              si llamas
              ...

              =Momento torsor en los ejes de las ruedas
              ...
              = diametro del neumatico
              ...
              =Fuerza de rozamiento estática entre neumático y suelo
              = coeficiente de rozamiento estático del neumático con el suelo
              ....
              = gravedad
              = masa del vehiculo
              ...
              = resistencia aerodinámica del aire hacia el paso del vehiculo
              = velocidad instantanea del vehiculo
              =coeficiente de rozamiento dinámico del neumático con el suelo
              ...

              =numero de ruedas motoras(1,2,4)
              =fuerza tractora aplicable al piso el vehiculo
              =aceleración del vehículo


              El motor puede desarrollar una fuerza aplicable sobre la banda de un neumatico calculada como


              la máxima fuerza aplicable al neumático en rodadura

              [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

              y la fuerza aplicable cuando hay deslizamiento

              [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

              como sabemos la máxima aceleración se consigue si hay rodadura, es decir mientras [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] recordando que si [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] hay deslizamiento y la fuerza impulsora se reduce a [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

              aplicando el sumatorio de fuerzas con rodadura,



              sin rodadura

              [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

              la fuerza aerodinámica del aire es una magnitud que crece con la velocidad del vehiculo, reduciendo la aceleración hasta hacerla nula, alcanzando siempre un equilibrio y a velocidad constante.

              Para ampliar el tema, existen otras fuerzas internas al vehiculo que reducen el torque aplicable por el motor, otras pedidas de energía debido a las deformaciones del neumático y el suelo que puedes leer en

              https://es.m.wikipedia.org/wiki/Resi..._a_la_rodadura

              y en las derivaciones de este hilo http://forum.lawebdefisica.com/threa...-rotaci%C3%B3n

              Comentario


              • #8
                Re: ¿Cómo logra desplazarse un vehículo?

                Escrito por iaanmartinez Ver mensaje
                ... acabo de intentar plantear las fórmulas que lo demuestren y no lo consigo ...
                Hola iaanmartinez, sobre este tema te podría resultar interesante repasar también este hilo: http://forum.lawebdefisica.com/threa...689#post155689

                Saludos.
                Última edición por Alriga; 28/08/2017, 08:02:22.
                "Das ist nicht nur nicht richtig, es ist nicht einmal falsch! "

                Comentario


                • #9
                  Re: ¿Cómo logra desplazarse un vehículo?

                  para las ecuaciones, debes de distinguir dos casos:

                  1 - caso en el que el coche va a velocidad constante, sin acelerar, a tu dibujo solo le falta añadir la fuerza causada por la resistencia del aire dividida por 2 (suponiendo un coche con 2 ruedas motrices, se dividiría por 4 en uno con tracción a las 4 ruedas), a la que llamaremos y se aplica en el centro de la rueda porque no produce momentos y R es el radio de la rueda.

                  entonces tienes que la suma de todos los momentos es igual a cero y por lo tanto

                  y la resultante de las fuerzas aplicadas también es igual a cero , por lo tanto

                  2 - en el caso de que el coche acelere,

                  la suma de los momentos debe de ser iguala a

                  la suma de las fuerzas será igual a
                  Última edición por skynet; 28/08/2017, 15:50:13.
                  be water my friend.

                  Comentario


                  • #10
                    Re: ¿Cómo logra desplazarse un vehículo?

                    Todo muy claro! Gracias Richard, Alriga y Sky. Una última pregunta es, qué fuerza hace el trabajo para que el vehículo se desplace?, sabemos que la de rozamiento no, entonces...
                    Pd: Alriga revise el post, me sirvió mucho.
                    Última edición por iaanmartinez; 29/08/2017, 16:46:37.

                    Comentario


                    • #11
                      Re: ¿Cómo logra desplazarse un vehículo?

                      el trabajo lo hace la fuerza de rozamiento ... ya te adelanto que sobre este tema va a haber controversia, pero lo que está claro es que la fuerza de rozamiento es la que impulsa al coche y se desplaza con él de tal modo que multiplicando esta fuerza por la distancia recorrida obtienes el trabajo ... la energía proviene del combustible, pero la fuerza que realiza el trabajo es la fuerza de rozamiento.
                      be water my friend.

                      Comentario


                      • #12
                        Re: ¿Cómo logra desplazarse un vehículo?

                        El trabajo mecánico que se puede medir como fuerza por distancia o resultado de integración, es el equivalente a la fuerza de rozamiento por la distancia recorrida. Siempre existe un equilibrio ente la fuerza impulsar, el rozamiento y la aceleración de la masa del vehículo, que se resuelve con un balance, pero dicho como lo dijo skynet es controversial, por que el desplazamiento de una fuerza "estática" es "nulo" ,como sucede en la rodadura. Y ademas no toda la energía creada en el motor es igual a este trabajo, hay gran cantidad de energía que se pierde en rozamiento con el aire y por rozamientos internos en el vehículo.

                        Comentario

                        Contenido relacionado

                        Colapsar

                        Trabajando...
                        X