Fisica patinaje ruedas

[Richard R Richard]

Re: Fisica patinaje ruedas

Devuelvo la gentileza, dandote la razón, y agradeciendote en esta ocasión como en tantas otras.

del texto que sugirió felmon rescato que existe un par resistente a la rodadura en los sólidos reales debido a la deformación de los materiales por la acción de su propia carga o peso, entre otras no menos importante que depende de

el radio de la rueda (a mayor radio menor resistencia),

que justificaría lo que Paquidermo e ignorante preguntan , y Zorak defendía en cierto modo. Una rueda mas grande reduce su resistencia a la rodadura, se deforma menos por lo que disipará menos energía en forma de calor, y viajara mas rápido que otra solicitada a las misma carga y de menor diámetro.

[skynet]

Re: Fisica patinaje ruedas

la velocidad final de descenso sin impulsión, es independiente de la masa de la rueda también.

.....tienes razón.....contra lo que dije en mi anterior mensaje.....el unico requisito para que la velocidad sea igual es que las ruedan sean geometricamente semejantes.....la masa no importa.

En este sentido la ventaja hemos visto que la ventaja que no esta en el diámetro sino en la cantidad de puntos de contacto con el piso, si solo apoyan tres ruedas, hay menor superficie de contacto por lo tanto menos fricción ante la misma carga en peso.

.....en esto discrepo, la fuerza de rozamiento no depende de la superficie en contacto con el piso, solo depende del coeficiente de friccion y del peso (de la reacción normal en realidad).

[Richard R Richard]

Re: Fisica patinaje ruedas

Hola supernena, siendo un poco tiquismiquis, Estoy de acuerdo contigo en todo menos en esta conclusión

aquí la clave está en que "sean semajantes y tengan la misma masa" par cumplir esto las dos ruedas deben de estar fabricadas con materiales diferentes con densidades diferentes.

hablando de qué pasa en las cuestas abajo, yo dije que no importa para nada el diámetro de la rueda a la hora de bajar más rápido, sino que lo que importa es el peso de cada uno (a igualdad de rodamientos, etc, etc)

la velocidad final de descenso sin impulsión, es independiente de la masa de la rueda también. Y a la vez de la masa del patinador sino un patinador mas pesado ganaría siempre.

Convengamos en que un par de patines con masa mayor requiere mayor fuerza para impulsarlo por terreno plano aquí es donde la densidad es importante, para los patinadores velocistas.

Que a mayor masa y misma velocidad tenemos mayor momento angular y se requiere mayor fuerza para producir el torque que cambie la dirección de giro de las ruedas, esto es importante en pistas tipo "ovalo"

Que a mayor masa también hay mayor perdida por fricción en los rodamientos.

Si bien no se ven diseños de patines con ruedas de perfil esférico huecas o macizas, se lo atribuyo a las perdidas aerodinámicas, las esferas por ser mas anchas que un disco disco, rozan más con el aire y a que probablemente el o los rodamientos requieran ser mas anchos aportando mayor masa al patin que uno de disco para el mismo diámetro.

Hablábamos de las ventajas de los patines con ruedas de 110mm frente a las habituales de 80mm (por si no estáis puestos en el tema, lo habitual para patinaje de ocio son patines de 4 ruedas en linea de 80mm de radio cada una. Ahora están surgiendo patines de 3 ruedas de 110mm o 125mm)

En este sentido la ventaja hemos visto que la ventaja que no esta en el diámetro sino en la cantidad de puntos de contacto con el piso, si solo apoyan tres ruedas, hay menor superficie de contacto por lo tanto menos fricción ante la misma carga en peso.

alguno de los secretos de llegar mas rápido en descenso son, reducir la fricción del cuerpo con el aire, por eso se ponen trajes, , patinar agachado, y los patines que tengan el l menor coeficiente de fricción en sus ejes, a la vez que disipen rápidamente ela calor generado y soporten la carga, por eso han surgido los rodamientos en base a cerámicos.


Edito disculpa felmon conteste sin ver tu aporte, saludos.

[felmon38]

Re: Fisica patinaje ruedas

Creo que hay que hacer intervenir al coeficiente de rodadura (https://es.m.wikipedia.org/wiki/Resi..._a_la_rodadura) para comparar el comportamiento en función del radio.
Saludos

[skynet]

Re: Fisica patinaje ruedas

todo depende de dos factores: el momemto de inercia (proporcional al cuadrado del radio) y de la velocidad angular (inversamente proporcional al radio) elevada al cuadrado..... de modo que si las dos ruedas tienen la misma masa pero diametros diferentes, y son geometricamente semejantes, entonces un factor compensa al otro y la velocidad final no depende del diametro.

aquí la clave está en que "sean semajantes y tengan la misma masa" par cumplir esto las dos ruedas deben de estar fabricadas con materiales diferentes con densidades diferentes.

Lo normal es que la rueda de mayor diametro tenga más masa en cuyo caso el aumento del momento de inercia supera a la disminución de velocidad angular por lo que la rueda de mayor diametro irá más lenta.

pero en el caso de los patines hay otro factor a tener en cuenta: las ruedas de más diametro tienen una velocidad angular menor y esto hace que las perdidas de energía por fricción en los rodamientos sean menores.

[Zorak]

Re: Fisica patinaje ruedas

Hola Richard, disculpa, me había enfocado en el mensaje de Zorak. Pero entonces tú argumentas, con ecuaciones de conservación de la energía, que la velocidad lineal de las ruedas es independiente del radio. Esto, me parece, no concuerda con lo afirmado por Zorak. ¿Qué dices al respecto compañero Zorak (y demás amigos del foro)?

En realidad si tomas la masa constante y cambias unicamente el radio , aumenta la velocidad, pero fisicamente para que aumente el radio y la masa se mantenga constante la rueda deve tener algun cambio de forma o de perfil como dice Richard... Y tambie puedes observar que en las formulas que llegue yo como richard , ninguna depende del radio....

[ignorante]

Re: Fisica patinaje ruedas

Insisto en que no hay diferencia de velocidad final del patinador si hay rodadura, pudiste leer mi aporte? que opinas....


energeticamente hablando

$mgh=\frac 12 mv_t^2+\frac12 I\omega^2=\frac 12 mv_t^2+\frac12 K mR^2\left (\dfrac {v_t^2}{R^2}\right )=\frac 12m v_t^2(1+K)$

rapidamente se ve la independencia del radio

Hola Richard, disculpa, me había enfocado en el mensaje de Zorak. Pero entonces tú argumentas, con ecuaciones de conservación de la energía, que la velocidad lineal de las ruedas es independiente del radio. Esto, me parece, no concuerda con lo afirmado por Zorak. ¿Qué dices al respecto compañero Zorak (y demás amigos del foro)?

[Richard R Richard]

Re: Fisica patinaje ruedas

Pero exageremos un poco (como experimento mental): imaginemos unos patines A con ruedas de 10 cm de diámetro y otros patines B con ruedas de 1 cm de diámetro. ¿Los patines B serían notablemente más rápidos que los patines A?

Insisto en que no hay diferencia de velocidad final del patinador si hay rodadura, pudiste leer mi aporte? que opinas....


energeticamente hablando

$mgh=\frac 12 mv_t^2+\frac12 I\omega^2=\frac 12 mv_t^2+\frac12 K mR^2\left (\dfrac {v_t^2}{R^2}\right )=\frac 12m v_t^2(1+K)$

rapidamente se ve la independencia del radio

[ignorante]

Re: Fisica patinaje ruedas

En el caso de los patines es despreciable, como djo SUPERNENA mas arriva ...

Pero exageremos un poco (como experimento mental): imaginemos unos patines A con ruedas de 10 cm de diámetro y otros patines B con ruedas de 1 cm de diámetro. ¿Los patines B serían notablemente más rápidos que los patines A?

[Zorak]

Re: Fisica patinaje ruedas

En el caso de los patines es despreciable, como djo SUPERNENA mas arriva ...

[ignorante]

Re: Fisica patinaje ruedas

Exactamente, en el caso de que tengan la misma masa y diferente diametro, la de mayor diametro tendria menor velocidad lineal, porque "gastaria" mas energia para rotar.

Pero, volviendo a la pregunta de los patines, ¿significa que mientras más pequeñas las ruedas, más rápidos los patines?

[Zorak]

Re: Fisica patinaje ruedas

¿Si la rueda de mayor diámetro tiene más inercia, entonces rodaría con menor velocidad lineal?

Exactamente, en el caso de que tengan la misma masa y diferente diametro, la de mayor diametro tendria menor velocidad lineal, porque "gastaria" mas energia para rotar.

[Richard R Richard]

Re: Fisica patinaje ruedas

Hola. Me ha surgido una duda: imaginemos que dejamos rodar dos ruedas por un plano inclinado. Las dos ruedas tienen las mismas características, con una sola diferencia: una tiene el doble de diámetro que la otra. ¿La velocidad lineal de las ruedas sería la misma o diferente al rodar por el plano inclinado?

la aceleración sobre un plano inclinado queda

$a=\dfrac{g\sin\theta}{1+K}$


y la velocidad final $v_f=\sqrt{\dfrac{2gh}{1+K}}$

donde k es el coeficiente que acompaña al momento de inercia de lo que esta rodando es decir lo que acompaña a $mR^2$

tipo	I	K	$a_c$	$v_f$
Aro	$mR^2$	1	$\dfrac{g\sin\theta}{2}$	$\sqrt{\dfrac{2gh}{2}}$
disco, rueda. cilindro	$\frac 12mR^2$	$\frac 12$	$\dfrac{2g\sin\theta}{3}$	$\sqrt{\dfrac{4gh}{3}}$
esfera	$\frac 25 mR^2$	$\frac 25$	$\dfrac{5g\sin\theta}{7}$	$\sqrt{\dfrac{10gh}{7}}$

es decir una esfera llegara más rápido , luego un disco, luego un aro, pero esto es independiente del radio,

por lo que la respuesta que busca el amigo es que no importa el radio sino que perfil de rueda va a usar,

el radio si influye en el momento del giro en las curvas, una rueda pequeña puede hacer curvas de menor radio , esto se debe a la conservación del momento angular.

[ignorante]

Re: Fisica patinaje ruedas

Si aumenta el diametro aumenta la inercia , y con ellas la energia de rotacion, por lo cual se gastara mas energia en hacer rotar una que la otra , restandole energia cinetica lineal( esto en el caso de que las dos ruedas tengan la misma masa).Por lo cual tendran diferentes velocidades.

¿Si la rueda de mayor diámetro tiene más inercia, entonces rodaría con menor velocidad lineal?

[Zorak]

Re: Fisica patinaje ruedas

Si aumenta el diametro aumenta la inercia , y con ellas la energia de rotacion, por lo cual se gastara mas energia en hacer rotar una que la otra , restandole energia cinetica lineal( esto en el caso de que las dos ruedas tengan la misma masa).Por lo cual tendran diferentes velocidades.