Distancia y tiempo de frenado
En este TMI vamos a trabajar y practicar con la distancia de frenado y con la aceleración negativa. Teniendo en cuenta las variables del tiempo de reacción, las condiciones atmosféricas, el estado del terreno la inclinación etc.
Vamos a
empezar definiendo algunos conceptos que
tenemos que conocer bien para entender todos los apartados del trabajo:
-Aceleración:
El
concepto aceleración, no tiene que ver con ir moviéndose rápido. Es un
concepto que en muchas ocasiones ha sido mal utilizado en la vida real, sin
embargo, su significado en física es muy diferente. Es muy común
escuchar que se utiliza este concepto para indicar que un objeto se mueve a
gran velocidad lo cual es incorrecto. El concepto aceleración se refiere
al cambio en la velocidad de un objeto. Siempre que un objeto
cambia su velocidad, en términos de su magnitud o dirección,
decimos que está acelerando.
Si hablamos
de aceleración siempre estaremos ablando de un movimiento uniformemente
acelerado (MRUA). Esta es su gráfica:
Por el contrario si se trata de un movimiento rectilíneo uniformemente frenado la grafica será muy diferente :
-Tiempo de frenado: El tiempo de parada técnica es la suma del tiempo de reacción más el tiempo de frenado:
·
El tiempo de reacción
es desde que aparece el peligro hasta que el conductor reacciona (pisa el pedal
del freno).
·
El tiempo de frenado
es el tiempo que desde que se pisa el pedal del freno hasta que el vehículo se
detiene por completo.
-Distancia de frenado: La distancia de detención o
de parada es la distancia que recorre un vehículo desde que el
conductor percibe un obstáculo hasta que el vehículo queda completamente
detenido. La distancia de frenado varía
con la velocidad, la carga del vehículo, la eficacia de los frenos, el estado de
los neumáticos, la aerodinámica, la suspensión, el estado de la calzada y, en
general, el estado del vehículo y del conductor.
-Parte principal:
Con el
siguiente vídeo que hemos preparado vamos a calcular la velocidad final, aceleración, distancia recorrida durante el tiempo de reacción y la distancia de frenado
Nuestro objetivo es calcular el tiempo y la distancia total de detención de un vehículo en una calzada convencional. Empezaremos calculando la aceleración de la moto y la velocidad final porque estos datos nos harán falta para el apartado de la distancia recorrida durante el tiempo de reacción.
Una vez tenemos la aceleración y la velocidad final de la moto ya podemos calcular la distancia que recorrerá el vehículo durante el tiempo de reacción.
A continuación vamos a calcula el tiempo que tardara en detenerse y la distancia que empleara para hacerlo sabiendo que los frenos de la moto tienes una capacidad de frenado de 6 m/s.
¿ Cuál sería la distancia de detención si se sigue
conduciendo en la calzada con idénticas características pero aumenta al doble
su velocidad?
- - La distancia de reacción se duplica: 12 m.
¡OJO! - La distancia de frenado se CUADRUPLICA: 40 m.
[Total distancia de detención 52 m.]
Pantallazo
Pantallazo
Si queréis repasar o practicar con las gráficas de frenado os recomiendo un aplett de Java que nos sirve para esto.
http://www.walter-fendt.de/ph14s/acceleration_s.htm
http://www.walter-fendt.de/ph14s/acceleration_s.htm
Distancia de seguridad
Pero si se duplica la velocidad 15,3 m/s la distancia
de seguridad pasa a ser el triple, unos 60 metros .
-Cuanta más carga lleve el vehículo, más energía
cinética habrá que eliminar, por tanto se prolongará la detención del vehículo y tendremos que aumentar la distancia de seguridad. Aplicado
a nuestro video podríamos decir que equivaldría a cuando en una moto viajan más
de una persona.
- Si la adherencia no es buena las ruedas se
bloquean más fácilmente y la distancia de frenado se alarga, generalmente al
doble.
Si
la calzada se encuentra en condiciones deslizantes por hielo o aquaplanin la
distancia de seguridad puede ser de hasta diez veces mayor, por eso es muy
importante el estado de los neumáticos. Gracias a su diseño conseguimos evacuar
el agua de las ruedas y así evitamos perder el control del vehículo. O en el caso del hielo, debemos llevar cadenas o comprar unos neumáticos especiales para este tipo de terreno.
Páginas de interés:
http://fisica.laguia2000.com/complementos-matematicos/analisis-vectorial/velocidad-en-fisica-velocidad-media
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