¿Por qué las motos tienen que inclinarse un cierto ángulo cuando toman una curva?
La respuestas serán de nota, sobre todo para bachillerato.
domingo, 21 de abril de 2013
Pregunta curiosa 60
Curiosamente, en todos los niveles que imparto, coincide que estoy explicando dinámica con distinto grado de profundización según el nivel. Se me ocurre que podríais profundizar un poco más y responder a la siguiente pregunta:
¿Por qué las motos tienen que inclinarse un cierto ángulo cuando toman una curva?
La respuestas serán de nota, sobre todo para bachillerato.
¿Por qué las motos tienen que inclinarse un cierto ángulo cuando toman una curva?
La respuestas serán de nota, sobre todo para bachillerato.
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un motorista se inclina cuando gira una curva porque si no se inclina y solo gira la rueda delantera lo que ocurre es que el centro de la gravedad no estaria dentro de la moto y por lo tanto se caeria( la fuerza que actua para que se caiga es la centripeda que hay en ese giro) por lo tanto si se inclina con un angulo adecuado igualaria la fuerza centripeda y por lo tanto se anularia pero si ay demaciado inclinacion tambien se podria caer por tener mas fuerza
ResponderEliminar¡Ojo con las faltas de ortografía!
ResponderEliminarLa inclinación de una moto, o también de una bicicleta, al tomar una curva aumenta la fuerza centrípeta que le permite al conductor tomar la curva con mayor velocidad y seguridad.
ResponderEliminarDAVID SÁNCHEZ CANTO 4º ESO B
Una moto, al tener solamente dos ruedas (sus dos puntos de apoyo) se ve desequilibrada cuando le afecta alguna fuerza en sus laterales.
ResponderEliminarA la hora de tomar un curva, al ser un movimiento circular en un sistema de referencia no inercial (el motorista) , la moto es afectada por una fuerza ficticia, la centrífuga. Esta fuerza es la producida por la inercia de los cuerpos en torno a un eje y tiene la misma dirección que la fuerza centrípeta, pero sentido opuesto. La fuerza centrífuga es igual a: m·(v²/R) donde m es la masa, v la velocidad y R el radio de la circunferencia. Esta fuerza actúa en un lateral de la moto, haciendo que el motorista se caiga.
Siguiendo la tercera ley de Newton tiene que haber una fuerza opuesta que impida que el motorista se caiga, la que llamaremos fuerza reactiva. Esta fuerza sería igual a m·g si el cuerpo perpendicular al plano. Sin embargo, nos percatamos de que en ese caso m y g serían constantes y la fuerza reactiva solamente se igualaría a la fuerza centrífuga en determinadas circunstancias. Debido a ello, es necesario que el motorista se incline, quedando la ecuación de la forma m·g·x , y despejando x en m·g·x=-m·(v²/R) , x sería igual a tan α (siendo α la inclinación con respecto a la normal) , que a su vez sería igual a v²/(R·g) quedando α=arctang(v²/(R·g)) y cumpliendo así lo que buscábamos, igualar la fuerza reactiva y la centrífuga.
Espero haberlo explicado bien, ya que el concepto de fuerza centrífuga se me ha resistido un poco :)
Raúl Castilla Arquillo 1ºBach. A
Definamos las fuerzas que actúan sobre un motorista al tomar una curva(las que nos hacen falta para explicar el problema), nos ayudaremos de la "Fcentrífuga" que como bien sabemos es figurativa y no existe:
ResponderEliminar-Por un lado tendremos al peso "p" que es vertical y perpendicular al suelo.
-La fuerza centrípeta,"Fc", de sentido radial interior y de la que deduciremos una fuerza contraria basándonos en la tercera ley de Newton: la fuerza centrífuga "Fcf"; que no es más que una fuerza que un espectador exterior, que no esté dentro del sistema inercial, del motorista deduce para explicar por ejemplo que en una plataforma giratoria de gran velocidad uno no pueda aguantarse en la misma posición( osea, en reposo) sin hacer una fuerza hacia el radio. En definitiva, es sensorial, pero no existe en sí. Tiene sentido horizontal y radial exterior.
La suma vectorial de estas dos componentes, "p" +"Fcf", nos da una resultante que estará inclinada con respecto al suelo y que será más inclinada cuanto mayor sea la velocidad y menor el radio. Los motoristas se inclinan para que esta resultante apunte hacia la base de la moto. Para evitar que el vehículo patine o vuelque es necesario que esa fuerza resultante no se salga de la base de sustentación y que, a ser posible, sea perpendicular a la carretera para que sea anulada por la reacción del apoyo del vehículo sobre el suelo.
Cuando un motorista va a tomar una curva la dirección de la velocidad cambia y aparece la fuerza centrípeta. Esta fuerza es perpendicular a la velocidad y tiene el sentido hacia el centro de giro.
ResponderEliminarEl motorista se inclina para compensar con la fuerza que ejerce su cuerpo ambas fuerzas porque cuando la velocidad es pequeña no es necesario inclinarse demasiado ya que ambas fuerzas son casi iguales, en cambio cuando la velocidad es alta es necesario aportar mas parte del peso para que la velocidad no nos arrastre fuera de la trayectoria de la curva y equilibrar ambas fuerzas.
Todo esto también depende del ángulo de giro pero una prueba de mi explicación es que como nuestro peso tiene un límite la velocidad que podemos alcanzar en una curva también debe ser limitada al contrario que en una recta.
Cuando un motorista toma una curva,debemos saber que hay un límite en la velocidad con la que podrá tomar la curva sin derrapar, en el caso de que estuviera recta. En el caso de que se supere este límite, no podrías tomar la curva y te saldrías. Este límite tiene que ver con el radio de curvatura y con el coeficiente de rozamiento, pero las velocidades son muy altas, por lo que se deben tomar con cierta inclinación. Al hacerlo así, la fuerza normal estaría inclinada el mismo ángulo que la moto, y su valor no sería el mismo que estando recta. Esto haría que la fuerza centrípeta aumentara, ya que esta es la resultante de las fuerzas y al haber una inclinación en la fuerza normal, hay un cambio en esa resultante, ya que no sólo sería la fuerza de rozamiento. Esto es lo que permite al motorista tomar la curva incluso a altas velocidades.
ResponderEliminarRecuerda que la fuerza Normal siempre es perpendicular a la superficie, por tanto no se inclina con la moto (la superficie sigue siendo horizontal)
EliminarSiempre que haya algo que cambia de dirección, debe haber una fuerza lateral, llamada fuerza centrípeta. En este caso, como casi siempre en automoción, es la fricción con el suelo quien proporciona dicha fuerza. Recordad que la fuerza de rozamiento entre dos sólidos siempre se opone al movimiento incipiente.
ResponderEliminarManuel Ángel Aranda Lora
Cuando una moto va circulando por una carretera, hay una serie de fuerzas que actúan sobre el centro de gravedad del sistema formado por la moto y el motorista. ). Cuando la moto va en línea recta a velocidad constante sólo actúa sobre ella la fuerza de la gravedad (mg), que se localiza en el centro de gravedad de la moto.
ResponderEliminarEn cambio cuando el motorista va a tomar una curva aparecen unas fuerzas que no aparecían anteriormente y que alteran el sistema.
1.- La fuerza centrífuga, que es una fuerza imaginaria que invita a seguir en línea recta, es decir hacia el exterior de la curva.
La fuerza centrífuga depende de:
- La masa. Cuando aumenta la masa, aumenta también la fuerza centrífuga.
- La velocidad. Este factor influye en gran medida. Aumenta en forma exponencial, si la velocidad aumenta al doble, la fuerza centrífuga aumenta cuatro veces.
- El radio de la curva. En este caso es al revés. Cuanto menos es el radio de la curva (más cerrada), mayor es la fuerza centrífuga.
La fuerza centrífuga se debe neutralizar adecuadamente mediante la reducción de la velocidad y la inclinación de la motocicleta. Esta inclinación estará condicionada por la relación existente entre fuerza centrífuga y peso:
- La velocidad. A mayor velocidad, se necesitará mayor inclinación para contrarrestar la fuerza centrífuga.
- El radio de la curva. Ya hemos visto que cuanto más cerrada sea la curva, mayor será la fuerza centrífuga.
- La anchura de los neumáticos. Cuanto más ancho sea el neumático, mayor superficie de apoyo permite, y por tanto mayor inclinación.
- La colocación del conductor encima de la moto según la técnica de conducción que use.
2.- La Fuerza centrípeta. Contrarresta a la centrífuga y favorece el manejo de la moto.
La velocidad de un cuerpo, en módulo, dirección y sentido, permanece constante de acuerdo con la primera ley de Newton (ley de la inercia) si no actúa ninguna fuerza sobre él o la resultante de todas las fuerzas que actúan es cero. Las circunstancias de un movimiento circular son diferentes. En este caso debe haber una fuerza, que será la fuerza centrípeta, dirigida hacia el eje de rotación. Un tiovivo es un modelo sencillo que muestra esta fuerza.
En definitiva, dicho de un modo menos técnico, es la fuerza que el conductor debe mantener al mando de la motocicleta, inclinando la misma junto con el cuerpo y el manillar para favorecer la trayectoria del vehículo
3.- La masa del conjunto, la velocidad y la fuerza de rozamiento, también son factores a tener muy en cuenta, pero que ya aparecían en el primer sistema.
Del equilibrio de la fuerza centrípeta y centrífuga depende la trayectoria correcta de la moto.
La velocidad no influye en la inclinación de la moto ni tampoco en la masa del objeto, lo que sí tenemos que tener en cuenta es que al tener unicamente dos puntos de apoyo cualquier fuerza lateral puede derribarla. Las motos se inclinan para bajar el centro de gravedad haciendo así que el objeto sea más estable y que sea más dificil que la fuerza lateral lo derribe, por eso según el ángulo con el que se incline la moto, la fuerza centrípeta que actue será mayor o menor. Mientras el ángulo sea menor, es decir, más inclinada esté la moto menor será la fuerza centrípeta que actue.
ResponderEliminarRaquel Cantador Fernández 1ºBACH C