Las cuatro resistencias opuestas al avance del vehículo

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La conducción eficiente se rige por una serie de reglas sencillas para conseguir: un bajo consumo de carburante, reducir la contaminación, mayor comodidad a la hora de conducir y disminuir riesgos en la carretera. Unas reglas eficaces que tratan de aprovechar las posibilidades que ofrecen las tecnologías de los nuevos vehículos.

Pues bien, si tenemos en cuenta que el vehículo es una máquina de consumo, independientemente del comportamiento del conductor y su manera de conducir, el coste será aún mayor si no tenemos en cuenta las cuatro resistencias opuestas al avance del vehículo relacionadas con el estado de sus neumáticos, peso, carga, dimensiones, etcétera… Pero, veamos más detalles.

Las resistencias al avance del vehículo

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La resistencia aerodinámica aplicada a un vehículo, se expresa como la fuerza que necesita para moverse sin tener en cuenta el rozamiento con el suelo. Ésta, dependerá de las dimensiones del vehículo, de su forma, de la temperatura, presión y ordenación del aire en sus diferentes trayectorias, pero, sobre todo, de la velocidad a la que circulemos ya que a bajas velocidades, la principal causa de fuerza resistente y, en definitiva, de consumo es el peso del vehículo y, a altas velocidades, la fuerza más importante será la resistencia del vehículo en movimiento o durante la conducción con respecto al aire.

La resistencia de rodadura es debida a la ligera deformación del neumático. Depende del peso del vehículo, pavimento y, sobre todo, del tipo de neumático y de su presión de inflado. Después de la resistencia aerodinámica, es la segunda fuerza más importante a la hora de dificultar el movimiento de nuestro vehículo y, también, la más importante a bajas velocidades. En éste vídeo se puede ver cómo se genera dicha fuerza y su importancia con respecto a la temperatura, tracción y desgaste que sufre el neumático durante la conducción:

La resistencia por pendiente, depende del peso del vehículo subiendo un tramo ascendente que hay que vencer pero si el tramo es descendente sería todo lo contrario, es decir, sería impulsora en lugar de resistente. Las pendientes ascendentes o descendentes se expresan en tanto por ciento y para calcularla es necesario conocer la variación de la altura en relación al avance. Así, una pendiente del 10% nos indica que por cada 100 metros recorridos ascendemos o descendemos 10 metros.

Y por último, la resistencia por aceleración y que según la Ley de Newton es el producto de la masa del vehículo por la aceleración (incremento de velocidad por unidad de tiempo). Sin embargo, cuando el vehículo está decelerando, es decir, reduciendo la velocidad en movimiento, la fuerza se convierte en impulsora en lugar de resistente.

Foto | FuelWasters, Dave Hamster
Vídeo | Sylvain Richard
En Circula Seguro | ¿Qué es la pontencia (y3)?

3 comentarios

Javier Romero

Es interesante el post pero para ser estrictos creo que las cuatro resistencias al avance del vehículo se pueden resumir básicamente en 2:
- Resistencia aerodinámica: hay que desplazar el aire para poder mover el vehículo y para desplazarlo hace falta energía, que se genera por la explosión en los cilindros.
- Resistencia por rozamiento: es aquella en la que, por tener contacto con el suelo, el vehículo no tiene una velocidad constante si no se le aplica una fuerza, que anule el rozamiento o supere esa fricción. Esta fuerza depende únicamente del coeficiente de fricción de la superficie por la que circula el vehículo y de la masa del mismo (la masa es el peso).

El resto, quedan incluidas en la resistencia por rozamiento o por fricción en la que está claro que al haber más pendiente o menos influirá en la fuerza a ejercer para mover o frenar el vehículo pero lo importante es el coeficiente de rozamiento.

La resistencia a la aceleración, por lo comentado anteriormente, depende única y exclusivamente de los mismo parámetros, por lo que a mi entender, las fuerzas que impiden que un vehículo avance, solo son 2: el aire y el rozamiento (dependiente de la rugosidad de la superficie y de los neumáticos).

PD: Hay dos coeficientes de rozamiento, uno el estático (la fuerza para empezar a mover un vehículo es mayor que cuando está ya en movimiento) y el coeficiente de rozamiento dinámico (una vez en movimiento, la fuerza para mantener el vehículo en movimiento es menor que la necesaria para ponerlo en marcha).

Espero no ofender con mi comentario, simplemente me gusta mucho la física y como aficionado espero no haber metido la pata pero creo que las cuatro fuerzas se pueden resumir básicamente en 2.

Gracias y gran trabajo por el blog y por la labor divulgativa!

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Capreolus

Gracias por tu aportación y para nada ofendes, todo lo contrario, aprender siempre es positivo y aquí estamos para eso.

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Víctor

Hola Javier. Voy a intentar aclararte algunos conceptos, porque creo que si que has metido la pata, e incluso bastante.

Tal como se indica en el articulo, las fuerzas principales con las que ha de lidiar un vehículo en su avance son cuatro: Fuerzas aerodinámicas, resistencia a la rodadura, fuerza debido a la pendiente y por ultimo la correspondiente a la aceleración.

Fuerza aerodinámica: Depende del coeficiente aerodinámico del vehículo Cx, de su área frontal y de la velocidad. La fuerza aerodinámica crece con el cuadrado de la velocidad.

Resistencia de rodadura: Cómo comprenderás los neumáticos no son totalmente rígidos, sino que se chafan con el peso del vehículo. Esa deformación debida al peso crea un par resistente en la rueda a medida que avanzas que debe ser vencido con la potencia que entrega el motor. En este momento tengo que aclararte algo sobre los coeficientes de rozamiento estáticos y dinámicos. Como tu bien dices, el coeficiente de rozamiento estático es mayor que el dinámico, pero este coeficiente se tiene en cuenta en el deslizamiento relativo entre dos superficies. Es decir, esto se aplica cuando el neumático pierde tracción y patina, pero no se aplica a las fuerzas resistentes en el vehículo.

Fuerza debido a la pendiente: Esta fuerza creo que es la mas clara, al descomponer la fuera del peso en una pendiente se obtiene una fuerza horizontal (en la dirección de la marcha) que debe ser vencida.

Fuerza de aceleración: La segunda ley de Newton lo deja claro. Para que un cuerpo de masa M acelere se le debe aplicar una fuerza.

Espero que te haya quedado la cosa un poco más clara, si no estas de acuerdo con algo, dímelo e intentamos razonarlo.

Un saludo

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