Hola a todos,
En primer lugar me presento, soy estudiante de ingeniería eléctrica, y aunque estudiamos algo de física y de mecánica técnica, lo que damos sobre todo es estática, equilibrio del sólido rígido y cosas por el estilo. La dinámica la tocamos.
Bien, pues resulta que me he aficionado a un hobby, muy extendido en estados unidos, que consiste en fabricar reproducciones de vehículos de madera, los cuales se lanzan por una rampa, y donde gana, evidentemente, el primero que llega a la meta. Ya que no se pueden añadir sistemas de propulsión, lo más importante para obtener la victoria es la FÍSICA, saber como distribuir los pesos.
Bueno pues os explicaré más o menos mi situación para ver si me podéis echar una mano.
En la imagen se muestra, más o menos, en que consiste:
En el instante inicial (t=0) el coche se encuentra parado (velocidad inicial = 0), ya que la barrera le impide descender por la rampa. Cuando se da la señal de salida la barrera se levanta dejando caer el coche por la rampa, y aquí es donde entra en juego la física. Aunque la aerodinámica del coche y el rozamiento tanto de las ruedas con la rampa como de las ruedas con sus propios ejes también influyen, los consideraremos despreciables, ya que ese es otro asunto que ya tengo resuelto. Por lo que lo que me interesa es repartir el peso del coche de tal forma que este pueda alcanzar la máxima velocidad posible y llegar al final de la rampa en el menor tiempo posible. Para esto se plantean las siguientes situaciones:
- El coche tiene que pesar un máximo de 142 gramos, al construir el coche la suma del peso de la madera, los ejes y las ruedas suman un total de 52 gramos, y los restantes 90 gramos se añaden en forma de plomo en el interior de la madera. Y es este plomo el que quiero aprender a repartirlo de la forma más eficiente posible.
-En primer lugar me han explicado que si la rampa es recta, da igual que lugar del coche esté situada la masa, ya que lo importante en la energía potencial es la variación de la altura, y no la altura absoluta.
Pero si la rampa no es recta, si no que es "redondeada" (vista de perfil) puede interesar ponerla más arriba o más abajo. Lo más importante es poner esa masa lo más alejada del centro de la curva, para crear el mayor momento de fuerza posible.
En el caso de que la rampa sea como la rampa A, tendría que poner el peso en lo más bajo del coche.
Y en el caso de que la rampa sea como la rampa B, lo mejor sería buscar un centro de gravedad lo más alto posible.
En el caso de mi rampa, esta está formada por tramos rectos, pero que se asemejan a la curva A, por lo tanto lo que me interesaría sería colocar la masa en la parte mas baja posible del coche.
-Una vez establecido que lo mejor es colocarlo lo más bajo posible, se me plantea las siguientes dudas:
Si el coche tiene, por poner un ejemplo, las siguientes dimensiones:
[FONT=Wingdings]-->[/FONT]Ya que hemos dicho que hay que colocar el peso lo más bajo posible ¿Qué sería más interesante? ¿Hacer una fina plaquita de plomo que ocupe toda la base del coche o un pequeño bloque de plomo de mas altura, (lo que implica que estamos situando la masa mas alejada de la parte baja que con la plaquita fina) situado a en la parte delantera o trasera?
[FONT="][/FONT]
[FONT=Wingdings]-->[/FONT]Suponiendo que lo mas interesante fuese el pequeño bloque, ¿que sería mas interesante? ¿Colocarlo en la parte delantera o trasera?
Suponiendo el siguiente eje de coordenada ¿como podría averiguar la distancia X mas adecuada para situar la masa de plomo? ¿Cuáles serían las ecuaciones a aplicar?
[FONT="][/FONT]
[FONT=Wingdings]-->[/FONT]Por último, una vez haya averiguado y situado los pesos en los lugares mas adecuados, teniendo en cuenta las indicaciones de la primera imagen (d1, d2, d3, afa1, alfa2 y alfa3 conocidas, velocidad inicial = 0 para t=0) ¿Qué ecuaciones tendría que aplicar para averiguar la velocidad final del coche y el tiempo que tarda en alcanzar la meta?
Bueno amigos, espero no haberos aburrido con este pedazo de ladrillo que os es soltado aquí jeje, pero es que me interesa bastante este tema, y no sé como solucionarlo.
Un saludo a todos, y GRACIAS por adelantado
En primer lugar me presento, soy estudiante de ingeniería eléctrica, y aunque estudiamos algo de física y de mecánica técnica, lo que damos sobre todo es estática, equilibrio del sólido rígido y cosas por el estilo. La dinámica la tocamos.
Bien, pues resulta que me he aficionado a un hobby, muy extendido en estados unidos, que consiste en fabricar reproducciones de vehículos de madera, los cuales se lanzan por una rampa, y donde gana, evidentemente, el primero que llega a la meta. Ya que no se pueden añadir sistemas de propulsión, lo más importante para obtener la victoria es la FÍSICA, saber como distribuir los pesos.
Bueno pues os explicaré más o menos mi situación para ver si me podéis echar una mano.
En la imagen se muestra, más o menos, en que consiste:
En el instante inicial (t=0) el coche se encuentra parado (velocidad inicial = 0), ya que la barrera le impide descender por la rampa. Cuando se da la señal de salida la barrera se levanta dejando caer el coche por la rampa, y aquí es donde entra en juego la física. Aunque la aerodinámica del coche y el rozamiento tanto de las ruedas con la rampa como de las ruedas con sus propios ejes también influyen, los consideraremos despreciables, ya que ese es otro asunto que ya tengo resuelto. Por lo que lo que me interesa es repartir el peso del coche de tal forma que este pueda alcanzar la máxima velocidad posible y llegar al final de la rampa en el menor tiempo posible. Para esto se plantean las siguientes situaciones:
- El coche tiene que pesar un máximo de 142 gramos, al construir el coche la suma del peso de la madera, los ejes y las ruedas suman un total de 52 gramos, y los restantes 90 gramos se añaden en forma de plomo en el interior de la madera. Y es este plomo el que quiero aprender a repartirlo de la forma más eficiente posible.
-En primer lugar me han explicado que si la rampa es recta, da igual que lugar del coche esté situada la masa, ya que lo importante en la energía potencial es la variación de la altura, y no la altura absoluta.
Pero si la rampa no es recta, si no que es "redondeada" (vista de perfil) puede interesar ponerla más arriba o más abajo. Lo más importante es poner esa masa lo más alejada del centro de la curva, para crear el mayor momento de fuerza posible.
En el caso de que la rampa sea como la rampa A, tendría que poner el peso en lo más bajo del coche.
Y en el caso de que la rampa sea como la rampa B, lo mejor sería buscar un centro de gravedad lo más alto posible.
En el caso de mi rampa, esta está formada por tramos rectos, pero que se asemejan a la curva A, por lo tanto lo que me interesaría sería colocar la masa en la parte mas baja posible del coche.
-Una vez establecido que lo mejor es colocarlo lo más bajo posible, se me plantea las siguientes dudas:
Si el coche tiene, por poner un ejemplo, las siguientes dimensiones:
[FONT=Wingdings]-->[/FONT]Ya que hemos dicho que hay que colocar el peso lo más bajo posible ¿Qué sería más interesante? ¿Hacer una fina plaquita de plomo que ocupe toda la base del coche o un pequeño bloque de plomo de mas altura, (lo que implica que estamos situando la masa mas alejada de la parte baja que con la plaquita fina) situado a en la parte delantera o trasera?
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[FONT=Wingdings]-->[/FONT]Suponiendo que lo mas interesante fuese el pequeño bloque, ¿que sería mas interesante? ¿Colocarlo en la parte delantera o trasera?
Suponiendo el siguiente eje de coordenada ¿como podría averiguar la distancia X mas adecuada para situar la masa de plomo? ¿Cuáles serían las ecuaciones a aplicar?
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[FONT=Wingdings]-->[/FONT]Por último, una vez haya averiguado y situado los pesos en los lugares mas adecuados, teniendo en cuenta las indicaciones de la primera imagen (d1, d2, d3, afa1, alfa2 y alfa3 conocidas, velocidad inicial = 0 para t=0) ¿Qué ecuaciones tendría que aplicar para averiguar la velocidad final del coche y el tiempo que tarda en alcanzar la meta?
Bueno amigos, espero no haberos aburrido con este pedazo de ladrillo que os es soltado aquí jeje, pero es que me interesa bastante este tema, y no sé como solucionarlo.
Un saludo a todos, y GRACIAS por adelantado
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