Artículos etiquetados como Fisica de la automocion

Sigue la ‘Onda’ (4): Cálculos

La Física de las olas del mar no es muy diferente a las ondas de velocidad en atascos. La Física de las olas del mar no es muy diferente a las ondas de velocidad en atascos.

Comenzamos esta minisérie de artículos explicando que una onda es la transmisión de una perturbación durante un tiempo y a lo largo del espacio, sin que ello implique el transporte de materia. El ejemplo más típico es una vibración de partículas materiales, donde el movimiento de una partícula arrastra a la siguiente, por lo que la oscilación se transmite sin que las partículas se muevan más que un poquito.

En el anterior entrega vimos que el movimiento de los vehículos en atascos puede explicarse de forma similar a una onda. En este caso, la perturbación que sufre cada coche es un cambio en su velocidad. Por ejemplo, si de repente el coche de delante reduce su velocidad, el de atrás tarde o temprano deberá hacerlo también si no quiere colisionar con él.

Tomemos esta situación como ejemplo para hacer algún que otro cálculo. Supongamos que los cambios de velocidad son instantáneos, en el momento que el conductor pisa el freno la velocidad disminuye de golpe. Es una simplificación obviamente irreal, pero nos simplificará el razonamiento.

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Sigue la ‘Onda’ (3): atascos

Atasco nocturno

Tras dedicar un día a recordar la definición de onda, y y otro a explicar un ejemplo que parece pero no es; por fin ha llegado el momento de poder utilizar lo aprendido para describir fenómenos viales que muestran cierto comportamiento ondulatorio.

Si recordáis el anterior artículo, lo que no nos gustó demasiado en el ejemplo de los semáforos era que no interaccionan entre ellos, sino que simplemente son controlados de forma sincrónica. ¿Qué elemento del tráfico está compuesto por multitud de unidades que interaccionan entre si continuamente?

Pues está claro, los propios vehículos. Sin duda, los grandes protagonistas del tráfico. Sin ellos, el sistema viario no serviría de nada, no sería necesario invertir en infraestructuras.

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Sigue la ‘Onda’ (2): los semáforos no están en la onda

Árbol de semáforos

En la primera parte de esta miniserie vimos que una onda es el comportamiento colectivo que ocurre entre un gran número de entidades, tal que una perturbación se propaga de una a otra independientemente del movimiento de éstas.

Armados con esta definición, como prometí vamos a aplicarla a algunos fenómenos que podemos observar a diario en nuestras carreteras. El primer ejemplo que quiero comentar es la señalización semafórica en grandes avenidas de sentido único.

En muchos casos, los semáforos de las grandes vías están sincronizados de la siguiente forma. En un momento dado, un conductor observa que todos los semáforos al alcance de su vista están en fase roja. El primero en dar luz verde es el más cercano, justamente el que lo retenía. Tras arrancar, empieza a cubrir la distancia que le separa con la siguiente intersección.

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Sigue la ‘Onda’ (1): definición

Ondas en la superfície del agua

El concepto de onda es omnipresente en la sociedad. Es más, su utilización comercial, potenciada por Guillermo Marconi , ha cambiado la faz de la sociedad. Sin embargo, como suele pasar con la mayoría de términos que emanan de la ciencia, a menudo la población en general no es plenamente consciente de lo que significa.

En Física, el concepto de onda es extremadamente importante, y aparece en prácticamente todas las ramas de la ciencia. Puede utilizarse, incluso, para explicar algunos de los fenómenos que ocurren en el tráfico rodado. Claro, esa es la razón de ser de sacar el tema a colación en una página como esta, que esencialmente se dedica a evitar que nos matemos en la carretera; lo que formalmente recibe el nombre de seguridad vial.

En este primer artículo de la serie empezaremos por dar una buena definición de lo que es una onda. Hoy no veremos ninguna aplicación concreta al ejemplo de la circulación, pero en subsiguientes entradas las habrá, lo prometo.

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Luces de color amarillo ¿selectivo?

Iluminación de faros de color amarillo selectivo

Una cosa divertida que ocurre cuando uno se saca el carnet de conducir es que al amarillo le salen apellidos. Lo tenemos de dos familias. Por un lado, el Amarillo Auto, de los auto de toda la vida, para semáforos, luces laterales e intermitentes.

Por el otro lado, el Amarillo Selectivo, una familia con cada vez menos miembros, aunque antaño proliferaba en las luces delanteras (sobre todo en Francia, donde era obligatorio hasta 1993), hoy en día sólo se ve en algunas luces antiniebla delanteras y en los carteles de puerto de montaña cuando la cosa empieza a ponerse fea.

No es que tenga nada en contra de la familia de los Auto, pero hoy nos centraremos en su primo lejano algo más claro. Al parecer, la idea de utilizar luz amarillenta en los faros delanteros de los vehículos nació en nuestro vecino del norte (Andorra no, un poco más arriba hombre).

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En una colisión por detrás, ¿el daño es menor si la distancia es corta?

Consecuencias de un alcance

Hace una semana, cuando hablaba de la angustia que supone notar alguien demasiado cerca de nuestro parachoques trasero en plena marcha, el usuario y lector safedriver hacía un intrigante comentario, que reproduzco parcialmente:

No sé vosotros, pero yo he hablado con unos cuantos conductores que creen que si se golpean contra el coche de delante el daño será mucho menor si el espacio que hay entre ellos es más pequeño.

Esta afirmación me resultó algo chocante (al igual que a otros comentaristas de Circula seguro), por lo que decidí armarme con una libreta y echar unos cuantos cálculos haciendo uso de la Física y ver que sale. Esta vez, os voy a ahorrar los detalles de los cálculos, que son muy tediosos, no sufráis; me limitaré a hacer una explicación teórica sencillita y poner unas cuantas gráficas.

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Velocidad media (y 2)

Medias ponderadas...
Proseguimos y concluimos nuestros razonamientos sobre medias… de velocidad.

Hace unos diez días nos entretuvimos haciendo algunos cálculos con la velocidad media. Concretamente, fuimos capaces de calcular que si dividimos un viaje en diferentes tramos donde la velocidad es constante a lo largo de todo el intervalo de tiempo, entonces la velocidad media se obtiene simplemente mediante el promedio aritmético ponderado de las velocidades parciales de cada tramo.

Fijaos que debemos utilizar un promedio ponderado, y no del promedio al que estamos acostumbrados todos: cuanto más tiempo permanecemos a una velocidad, entonces ese tramo tendrá más importancia al calcular la velocidad media total. Por contra, si permanecemos a cierta velocidad durante muy poco tiempo, entonces ese tramo será insignificante.

Por ejemplo, si en un trayecto de una hora permanecemos durante 50 minutos a 100km/h, y el tiempo restante a 50km/h, está claro que la velocidad media total se parecerá más a los 100km/h. En efecto, echando mano de una calculadora podemos ver que en el trayecto descrito se recorrerán 91,67km en un total de 60 minutos, por lo que la velocidad media (para esto ya no hace falta la calculadora) es de 91,67km/h.

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Velocidad media (1)

Medias... de velocidad mediaMedias… de velocidad media

La velocidad es uno de los temas que provoca más inundaciones provoca en los líos de tinta, no sólo al hablar de seguridad vial sino en temas de motor en general. Hay una buena cantidad de mitos, leyendas y mal entendidos sobre ella. La mayoría de ellos se basan más en aplicar de forma ingenua razonamientos no-cuantitativos.

No obstante, como veremos en esta doble artículo, los razonamientos correctos y (semi) cuantitativos no son tan difíciles de seguir, si uno se arma con la poca Física que todos aprendemos en los albores de la juventud. Y, claro está, de ganas de sacar conclusiones realistas.

La primera suposición en que nos tenemos que basar es que la finalidad no es la velocidad por si sola, sino la velocidad media. Es decir, que lo que queremos no es simplemente correr un rato para sentir nuestra melena al viento, y luego completar el viaje a menor velocidad. No, lo que deseamos es llegar lo antes posible.

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La distancia necesaria para salvar tu vida (y 2)

Este disco de freno ha visto mejores días

En la primera parte habíamos llegado a obtener una expresión matemática que nos permitía calcular la distancia de parada técnica de un vehículo dada su velocidad, masa, fuerza de frenado, inclinación de la carretera y tiempo de reacción del conductor.

Esta es la distancia recorrida entre el instante que se percibe el primer estímulo y el momento en que el coche se detiene por completo. Por lo tanto, es la distancia mínima necesaria para evitar una colisión. Por lo tanto, nuestra obligación como conductores es adaptar nuestra conducta de forma que la distancia de parada técnica quepa toda ella en el campo de visión, de forma que percibiremos cualquier contratiempo antes de que sea demasiado tarde.

Pero, para ello, es necesario conocer qué factores afectan a dicha distancia, cosa que vamos a afrontar hoy. Recordemos la expresión que habíamos obtenido:

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La distancia necesaria para salvar tu vida (1)

Primer plano de un freno

Durante la semana pasada dedicamos un par de artículos a repasar unas cuantas ecuaciones de la Física de bachillerato y aplicarlas a una reducción de velocidad. Nuestro objetivo concreto era conocer la distancia que debe existir entre dos límites de velocidad consecutivos de forma que se puedan cumplir aplicando una suave frenada.

Sin embargo, las ecuaciones que obtuvimos son mucho más generales, sirven para describir absolutamente todas las frenadas de un vehículo (y también para describir las recuperaciones de velocidad, sólo habría que intercambiar las velocidades inicial y final; pero eso lo dejaremos para otro día). Así que sería un crimen no aprovechar que tenemos todos estos conceptos frescos para enumerar todos los factores que influyen en la distancia de parada.

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