El conductor puede controlar la velocidad durante el tiempo que dure la conducción a través del acelerador y el freno. Para conocer mejor el movimiento de los cuerpos, a los mandos de cualquier vehículo, es necesario definir una nueva magnitud que relacione el cambio de velocidad con el intervalo de tiempo en que se produce. A dicha magnitud se le denomina, aceleración. La aceleración, dentro de la física de la velocidad, es la acción y efecto de aumentar la velocidad. Y, la frenada o desaceleración, como medida de seguridad activa, sería la consecuencia de la utilización de los frenos.
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Aquellos que tengáis buena memoria recordaréis que, hace ya algo de tiempo, dedicamos un par de días a explicar qué es la potencia, un concepto que viene a nuestra boca muy a menudo en el mundo del motor. Empezamos con el significado Físico de la potencia: la cantidad de energía que el motor transmite al vehículo por cada unidad de tiempo. Después, hicimos unos cálculos para ver cómo evoluciona la velocidad de un vehículo cuando el motor proporciona una potencia constante.
No obstante, como ya os avisé, los cálculos que hicimos no tienen en cuenta la fricción del aire que se opone al avance del vehículo. Es decir, según nuestros cálculos originales, es como si el vehículo retuviera toda la energía que le proporciona el motor. Y como el motor proporciona energía de forma (teóricamente) indefinida, llegamos a la absurda conclusión de que la velocidad crece sin límite alguno.
En un caso más realista, no toda la potencia que proporciona el motor se queda en el vehículo, sino que una parte de ella se invierte en vencer la resistencia del aire. Es como si la fricción restara potencia al motor. Además, resulta que el aire ofrece mayor resistencia cuanto más rápido se mueva el coche, por lo que cuando la velocidad sea suficientemente alta, llegará un momento en que la totalidad de la potencia del vehículo se invierta en apartar el aire, y por lo tanto no quede nada de potencia para seguir acelerando. Llegados a este punto, la velocidad ya no aumentará más: decimos que hemos llegado a la velocidad terminal o velocidad crucero.
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Ayer dejamos pendiente aplicar lo que acabábamos de aprender sobre la potencia para realizar algunos cálculos simples que nos permitan ejemplificar qué significa todo lo dicho.
Recordad que la potencia nos dice la cantidad de energía que un cuerpo (el motor) transmite a otro (la carrocería y sus ocupantes) por unidad de tiempo. Además, habíamos visto que una forma útil para calcular la potencia desarrollada es multiplicar la fuerza que el primer cuerpo ejerce sobre el segundo por la velocidad actual, P = F v.
Para hacer estos cálculos, primero tenemos que recordar una vieja amiga de la Física de secundaria, la segunda ley de Newton. Dicha ley nos dice que, para provocar una aceleración a un cuerpo, debemos aplicarle una fuerza igual a la masa de dicho cuerpo multiplicada por la aceleración que debemos concluir, F = m a.
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La palabra potencia está íntimamente ligada al mundo del motor. Lo oímos y decimos por todas partes. Sin embargo, como ocurre con todos aquellos vocablos de origen científico que han inundado la vida cotidiana, a menudo no somos del todo conscientes de lo que realmente significa la palabra.
La finalidad de esta humilde miniserie de artículos sobre la potencia es echar mano de las definiciones más básicas de Física para repasar el significado del concepto, y ver como afecta al comportamiento del vehículo. Y, además, ejemplificar las explicaciones con un par de cálculos sencillos; realmente sencillos.
Aviso, de entrada, que los cálculos no se centrarán en describir con precisión en casos concretos de la realidad. Eso sería imposible en el limitado espacio del que disponemos (la excusa de Fermat); y, además, muy aburrido. Buscaremos, ante todo, ejemplificar.
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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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Hará un par de días, en una divertida tertulia que calentaba las frías tardes de diciembre, surgió el tema de las modas incomprensibles que se extienden entre la población que podríamos llamar garrula. Una de estas tendencias concernía directamente a la seguridad vial, y me gustaría ponerla a debate con todos vosotros.
Concretamente, me refiero a la incipiente costumbre de colocar una pinza sobre el cinturón de seguridad justo antes de uno de sus anclajes (normalmente el que va cerca del hombro) para evitar que esté tan tenso. Una costumbre, por cierto, sobre la que el lector ds19tiburon ya nos avisó en un comentario cuando Josep nos hablaba hace unos meses sobre Cuándo abrocharse el cinturón.
Quiero pensar que, aunque no valoren su vida lo suficiente como para ponerse bien los pantalones, por lo menos no desean que termine de forma inminente y dramática. Por lo tanto, esta extraña actitud debe deberse (valga la redundancia) a la creencia de que, en estado flácido, el cinturón sigue siendo igual de efectivo. Veamos por qué no es así.
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Habíamos dejado a medias el análisis, desde el punto de vista de la Física, de la distancia que debe existir entre dos señales de limitación de la velocidad según los preceptos de la Norma 8.1-IC, señalización vertical, de la Instrucción de Carreteras.
En resumidas cuentas, el párrafo concreto de la ley que analizábamos viene a decir que los cambios en el límite de velocidad a lo largo de una carretera no deben producirse de forma tan repentina que obliguen a los conductores a hacer un uso intensivo de los frenos. Como cifra de referencia, el texto legal marca una frenada suave donde la deceleración es de 7km/h/s.
Con estas premisas, logramos estimar la distancia mínima que debe existir entre dos límites de velocidad consecutivos conforme a la ley de Carreteras. Nos basamos en la conocida «espacio es igual a velocidad por tiempo». En este caso, como la velocidad cambia durante todo el frenazo, nosotros tomamos un valor intermedio como referencia: la media entre la velocidad máxima y la mínima.Con todo esto, logramos obtener la siguiente ecuación general:
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Algo que probablemente hayáis notado al salir de un semáforo, es que a menudo las motos suelen adelantarse. Y no es sólo porque los moteros sean todos unos maestros girando la muñeca para salir escopeteados (que también), hay una razón física.
Pero, ¿de verdad hay una diferencia notable? Qué mejor que preguntarle al experto número 1 en vehículos de dos ruedas de Circula seguro: Morrillu, a quien le pusieron una moto entre piernas mucho antes que un pañal. Veamos lo que nos dice sobre lo que se siente al acelerar con moto:
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Todos sabemos que, viajando en autobús (de hecho, en cualquier transporte, pero en los coches privados uno no puede ir de pie), si uno no tiene la suerte de conseguir un asiento, hay que agarrarse bien para no caerse. Las inclemencias del tráfico, las curvas y la frenada ante cualquier parada provocan sacudidas en el interior del vehículo, que si uno no se sujeta firmemente pueden llevarte al suelo.
A estas alturas, todos deberíamos saber ya por qué ocurren ese tipo de sacudidas. Tiene que ver con las aceleraciones, es decir, los cambios de velocidad (y de dirección): nosotros tendemos a seguir en linea recta y velocidad constante, en ausencia de fuerzas. Si el autobús cambia de velocidad, necesitaremos un punto de apoyo que nos transmita la fuerza necesaria para que sigamos la misma aceleración que la carrocería.
Sin embargo, hay un tipo de sacudidas que no sigue exactamente este patrón. Es más, diría que cuando se produce, coge desprevenida a la mayoría de la gente (sobre todo, a personas mayores, para qué nos vamos a engañar).
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Hoy vamos a analizar una de esas situaciones en las que uno nunca quisiera verse. Imaginemos por un momento que nos hemos metido un buen lío y nos viene un coche, idéntico, en sentido contrario. Pongamos que ambos vehículos se mueven a 50km/h.
Imaginad también que la carretera es tan estrecha que no hay forma de esquivarlo. La única alternativa es estamparse de morros contra un muro.
En definitiva, estamos en una situación en la que impepinablemente tenemos que elegir colisionar contra otro vehículo de cara, o contra un muro inamovible. ¿Cómo podemos reducir los daños sufridos? Tengo la intuición que la mayoría de nosotros preferiríamos el muro que la colisión frontal. Pero, ¿qué dice la Física acerca de este tema?
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