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00:00:07,019 --> 00:00:13,039
En este vídeo vamos a hablar sobre las fuerzas que actúan sobre un coche cuando va por una curva

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00:00:13,039 --> 00:00:18,219
llana. Una curva llana significa que no está inclinada. En el vídeo siguiente veremos qué

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00:00:18,219 --> 00:00:25,420
ocurre cuando inclinamos la curva y eso se llama un peralte. Pues bien, para hacer este problema

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00:00:25,420 --> 00:00:31,539
vamos a definirnos primero los ejes. Como siempre vamos a tener un eje del movimiento que es este

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00:00:31,539 --> 00:00:45,250
y que vamos a llamar eje x. En este dibujo, que es viendo el coche desde detrás, el eje x entraría

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00:00:45,250 --> 00:00:53,149
hacia el papel. Para indicar que entra hacia el papel lo vamos a dibujar con un aspa. Este aspa

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00:00:53,149 --> 00:01:08,430
sería el eje x. El aspa indica hacia adentro. Es como si vieseis una flecha por detrás y lo que

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00:01:08,430 --> 00:01:15,450
estáis viendo son las plumas de la flecha. Por otro lado tendremos el eje donde está el peso

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00:01:15,450 --> 00:01:26,049
y la normal, este en el que nunca hay movimiento, que es un eje como este de aquí, que podemos

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00:01:26,049 --> 00:01:29,810
elegir positivo hacia donde queramos, por ejemplo hacia arriba, y que siempre le llamamos

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00:01:29,810 --> 00:01:36,069
eje Y. En este caso, si volvemos a este dibujo, el eje Y es un eje que va hacia arriba. Hacia

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00:01:36,069 --> 00:01:44,689
arriba lo vamos a dibujar hacia afuera del papel con un puntito. Hacia afuera. Hacia

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00:01:44,689 --> 00:01:48,469
afuera se indica con un puntito porque es como si mirásemos una flecha y viésemos

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00:01:48,469 --> 00:01:55,370
la punta. Entonces esto sería hacia afuera, el eje Y. Y por último tendremos un eje que

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00:01:55,370 --> 00:02:00,810
va hacia el centro de la curva y hemos dicho que lo vamos a coger positivo hacia afuera

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00:02:00,810 --> 00:02:07,129
de la curva, que es el eje que le vamos a llamar Z. En este dibujo, como la curva es

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00:02:07,129 --> 00:02:19,259
hacia la izquierda, vamos a dibujar la curva hacia la izquierda, entonces este eje del

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00:02:19,259 --> 00:02:29,439
movimiento va a ser justo al contrario que la curva hacia allá pues bien vamos a dibujar nos

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00:02:29,439 --> 00:02:37,120
voy a cambiar de color y voy a el color rojo las fuerzas que actúan sobre el coche en primer

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00:02:37,120 --> 00:02:47,979
lugar tendremos la fuerza peso peso como el coche está apoyado en el suelo tendremos la normal

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00:02:47,979 --> 00:02:56,520
normal y asumiendo que el coche vaya todo el rato a velocidad constante por lo tanto no tiene ninguna

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00:02:56,520 --> 00:03:03,879
fuerza que vaya a empujarle hacia adelante observamos que si no girásemos el coche seguiría

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00:03:03,879 --> 00:03:10,300
recto si falla el rozamiento el coche se nos desvía de lado por lo tanto en este eje z pero

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00:03:10,300 --> 00:03:19,020
hacia dentro de la curva es donde vamos a tener una fuerza de rozamiento y ya tenemos dibujadas

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00:03:19,020 --> 00:03:24,439
las fuerzas que actúan sobre este coche observamos que en el eje x no actúa ninguna fuerza por lo

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00:03:24,439 --> 00:03:29,659
tanto ese eje no va a hacer falta ni que lo escribamos vamos a escribirnos la segunda ley

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00:03:29,659 --> 00:03:39,969
de newton para este coche segunda ley de newton recordamos que la segunda ley de newton nos dice

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00:03:39,969 --> 00:03:48,590
que la suma de fuerzas es masa por aceleración. Pues bien, la suma de fuerzas en el eje Y

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00:03:48,590 --> 00:03:55,889
tenemos normal menos peso igual a cero. El eje Y, recordad, es un eje en el que nunca

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00:03:55,889 --> 00:03:59,530
hay movimiento, ni hay aceleración, ni hay nada, entonces siempre esta parte de aquí

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00:03:59,530 --> 00:04:09,389
va a ser nula. En el eje Z lo que tenemos es que hacia dentro de la curva tenemos el

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00:04:09,389 --> 00:04:16,629
rozamiento y esto es igual a menos masa por aceleración centripeta recordamos que ponemos

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00:04:16,629 --> 00:04:21,069
un signo menos porque la aceleración centripeta también es hacia dentro de la curva es la que nos

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00:04:21,069 --> 00:04:26,370
mantiene dentro de la curva si fallase el rozamiento saldría de la curva por eso el

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00:04:26,370 --> 00:04:32,269
movimiento es hacia acá esta aceleración sería como una aceleración de frenado que hace que no

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00:04:32,269 --> 00:04:40,879
me vaya fuera de la curva. Pues bien, con la ecuación del eje Y podemos sacar la fuerza

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00:04:40,879 --> 00:04:51,759
normal, igual a peso igual a masa por gravedad. Con la ecuación del eje Z, como esta fuerza

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00:04:51,759 --> 00:04:56,839
de rozamiento es una fuerza de rozamiento estática porque en esta dirección no hay

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00:04:56,839 --> 00:05:05,540
ningún tipo de movimiento, podremos poner aquí el valor máximo de la fuerza estática

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00:05:05,540 --> 00:05:08,480
que recordamos que es el coeficiente de rozamiento por la normal

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00:05:08,480 --> 00:05:12,600
y calcularemos en función de lo cerrada que sea la curva

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00:05:12,600 --> 00:05:14,920
cuál es la velocidad máxima a la que podemos ir.

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00:05:16,300 --> 00:05:18,959
Ponemos la fuerza estática máxima

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00:05:18,959 --> 00:05:23,879
que será el coeficiente estático por la normal

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00:05:23,879 --> 00:05:28,100
o bien el coeficiente estático por el peso

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00:05:28,100 --> 00:05:30,720
ya que hemos descubierto que la normal era igual que el peso

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00:05:30,720 --> 00:05:46,199
y la podemos igualar menos mu por masa por gravedad es igual a menos masa por, y recordamos de la aceleración centrípeta, que es velocidad al cuadrado entre radio.

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00:05:47,199 --> 00:06:01,589
El radio nos dice cómo de cerrada es una curva. Si yo tengo una curva como esta, es una curva muy cerrada porque tiene un radio muy pequeño.

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00:06:02,610 --> 00:06:21,079
Si tengo una curva como esta es mucho menos cerrada porque el radio es mayor, si el radio es mayor tendremos una curva abierta, curva abierta.

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00:06:21,079 --> 00:06:40,740
En este caso observamos que la masa se va, el signo menos se va y nos queda que la velocidad máxima que podemos llevar a una curva, cojo solo el signo positivo porque es un módulo, es el coeficiente de rozamiento por g por el radio de esta curva.

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00:06:40,740 --> 00:06:47,040
Realmente de esta ecuación podríamos despejar el término que quisiéramos

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00:06:47,040 --> 00:06:55,399
Por ejemplo, las curvas más cerradas en España tienen alrededor de 450 metros

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00:06:55,399 --> 00:06:59,920
Yo para este ejemplo me he cogido una de 500

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00:06:59,920 --> 00:07:05,259
Hablo de curvas en carretera, las curvas en poblado tienen radios más pequeños

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00:07:05,259 --> 00:07:22,000
Y las velocidades en carretera son alrededor de 100 km por hora, entonces 100 km por hora son 27,78 m por segundo.

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00:07:22,000 --> 00:07:40,300
Si sustituimos estos datos y la gravedad 9,81 observaremos que la incógnita es el coeficiente de rozamiento y nos sale un coeficiente de rozamiento necesario de 0,1573 para no salirnos de la curva.

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00:07:40,300 --> 00:07:58,740
Eso está muy bien. El asfalto con los neumáticos, cuando el asfalto está seco, y los neumáticos también, es decir, cuando no ha llovido, el coeficiente de rozamiento del asfalto ronda entre los 0,45 hasta los 0,65 aproximadamente.

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00:07:59,879 --> 00:08:06,240
Con lo cual no tendríamos ningún problema si estamos sobre asfalto seco.

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00:08:07,060 --> 00:08:15,860
¿Qué ocurre si no estamos sobre asfalto seco y estamos sobre, por ejemplo, una capa de hielo que se ha quedado congelada sobre la superficie de la carretera?

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00:08:16,459 --> 00:08:24,040
En el hielo el coeficiente de rozamiento va entre 0,07 y 0,10.

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00:08:25,319 --> 00:08:29,759
Por lo tanto, en esta curva, que es una curva de 500 metros de radio, que no está mal,

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00:08:30,560 --> 00:08:35,879
en la que podíamos ir a 100 km por hora sin ningún tipo de miedo porque el coeficiente de rozamiento es muchísimo más alto,

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00:08:36,240 --> 00:08:56,259
Cuando hay hielo, como máximo, tendremos que ir, si aplicamos esta relación de aquí con un coeficiente de rozamiento de 0,10 a 18,53 metros por segundo, que son 66,7 kilómetros por hora.

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00:08:56,259 --> 00:09:06,379
entonces cuando hay hielo tendremos que bajar muchísimo nuestra velocidad por riesgo de salirnos de las curvas debido a un fallo en el rozamiento