[ARTÍCULO] ¿Cómo cuantificar las fuerzas que actúan en un autobús?
En un post anterior, escribimos sobre las fuerzas que se presentan en el funcionamiento de un autobus, y dijimos que es importante conocerlas para que la seguridad de los viajeros se mantenga en todo momento
Ahora analicemos la manera de cuantificar dichas fuerzas, dado que la mencionada cuantificación es necesaria para realizar cálculos de ingeniería y poder diseñar autobuses de manera adecuada.
Para cuantificar las fuerzas dinámicas en un autobus, se deben considerar las siguientes variables:
- Velocidad: La velocidad del autobús es una de las variables más importantes para calcular las fuerzas dinámicas. La velocidad afecta la magnitud y dirección de las fuerzas dinámicas, como la fricción, la resistencia del aire y la fuerza de rozamiento.
- Masa: La masa del autobús es otro factor importante para calcular las fuerzas dinámicas. La masa influye en la cantidad de energía cinética que se requiere para mover el autobús, lo que a su vez afecta la magnitud de las fuerzas dinámicas.
- Coeficiente de resistencia aerodinámica: El coeficiente de resistencia aerodinámica es un factor que se utiliza para calcular la resistencia del aire al movimiento del autobús. Este coeficiente depende de la forma y la superficie frontal del autobús.
- Altura y ángulo de inclinación: La altura y el ángulo de inclinación del autobús también afectan la magnitud y dirección de las fuerzas dinámicas, especialmente en condiciones de conducción en una pendiente.
- Condiciones climáticas: Las condiciones climáticas, como la lluvia, la nieve, el viento y la humedad, también influyen en las fuerzas dinámicas que actúan en un autobús. Por ejemplo, el viento puede aumentar la resistencia al aire y la fricción, mientras que la lluvia y la nieve pueden aumentar la fricción en la carretera.
Para cuantificar las fuerzas dinámicas en un autobus, se utilizan principalmente las siguientes ecuaciones:
- Leyes de Newton: La segunda ley de Newton establece que la fuerza neta es igual a la masa multiplicada por la aceleración. Esta ecuación se puede escribir como F = m * a.
- Ecuación de la fuerza centrípeta: La fuerza centrípeta es la fuerza que actúa en un objeto en movimiento circular y se puede calcular utilizando la siguiente ecuación: Fc = m * v^2 / r, donde m es la masa, v es la velocidad y r es el radio del movimiento circular.
- Fuerza de fricción: La fuerza de fricción es una fuerza que actúa en oposición al movimiento y se puede calcular utilizando la siguiente ecuación: Ff = μ * N, donde μ es el coeficiente de fricción y N es la fuerza normal.
- Fuerza de inercia: La fuerza de inercia es la fuerza que surge debido a una aceleración o desaceleración y se puede calcular utilizando la siguiente ecuación: Fi = m * a.
- Fuerza de resistencia al aire: La fuerza de resistencia al aire se puede calcular utilizando la fórmula: Fr = 0.5 * ρ * v^2 * Cd * A, donde ρ es la densidad del aire, v es la velocidad del autobús, Cd es el coeficiente de resistencia aerodinámica y A es la superficie frontal del autobús.
Es importante siempre realizar un análisis detallado y considerar todas las variables relevantes antes de cuantificar las fuerzas dinámicas en un autobús.
Existen diferentes cuerpos normativos que ayudan en la tarea de cuantificar las fuerzas que actúan en un autobús, como la normativa NTE INEN 1323
