¿Qué aporta la física a nuestro Tarraco? Consumos, potencias, velocidades...

FESA

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Abro tema con la intención de debatir de forma mas o menos precisa los datos del los que muchas veces hablamos y que pueden aportar datos y sobre todo nos pueden ayudar a mejorar en cosas como el consumo de nuestro coche, velocidades máximas, decidir que potencia o tipo de motor es adecuado, y muchas cosas mas que se nos pueden ocurrir.
 

FESA

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En muchos post de este foro se puede leer expresiones como .... el consumo es XXX, que para el peso que tiene .... bla, bla, ....
¿Tanto influye el peso en el consumo?
Pues la respuesta es si y no. Mejor dicho poco en este coche. Veámoslo.
Un coche que circula a velocidad constante, El trabajo producido por su motor se "gasta" en 1º El trabajo de rozamiento y 2º Trabajo aerodinámico.
Bien pues el peso solo influye en el primero.
¿Recuerdas cuando calculabamos la Fuerza de rozamiento? F=Cr x Peso
En una carretera asfaltada el Cr (coeficiente de rozamiento) es 0,01 y si nuestro coche con un conductor pesa 1687 Kg + 80 Kg de conductor. La fuerza de rozamiento es F= 0,01 x (1687+80) *9,8 = 173,17 N
Si queremos saber la Potencia necesaria para vencer dicho rozamiento P=FxVbasta con multipicar por la velocidad, asi a 120Km/h pasada a m/s es V=33,33m/s
Luego P=173,17 x 33,33 = 5771,62 W que transformados en CV son 7,74 CV es decir que si tienes un coche de 150 CV a 120 Km/h solo 7,74 CV se usan para vencer la resistencia de rodadura.
 

FESA

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Pasemos a la resistencia aerodinámica:
La Fuerza Aerodinamica es F=1/2 x DensidadAire x SuperficieFrontal x CoefAerodinamico x Velocidad^2

La densidad del aire no es la misma en frio que en caliente. Es mas este factor influye además en el rendimiento de los coches gasoil. Los gasoil van mejor cuando hace frio. Además depende de la altura, de la humedad y si hay mucha o baja presión. Tomaremos un valor de 1,225 que es un valor bastante normal a nivel del mar y a 20ºC

La superficie frontal. Es el área del vehículo visto desde adelante o atrás, yo con un humilde photoshop he calculado 2,13 m2

Coeficiente aerodinámico, según WV vale 0,32

Velocidad, la que corresponda, yo voy a tomar 120 Km/h es decir 33,33 m/s

Calculando Fa= 463,77 N y como P=F x V la Potencia necesaria para vencer la fuerza aerodinamica a dicha velocidad es 463,77 x 33,33 = 15.457,58 W es decir 20,73 CV.

Luego el motor a 120 Km/h "gasta" 20,7 CV en vencer la resistencia aerodinámica y 7,7 CV en vencer la resistencia de rodadura.
 
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Lo mas curioso es que el peso influye pero poco ya que se multiplica por 0,01 pero la velocidad... la velocidad en el cálculo de la potencia gastada en vencer la fuerza aerodinámica aparece 3 veces luego influye "al cubo".
 
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FESA

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Y ¿Dónde van por ejemplo el resto de CV de tu motor? (por ejemplo 150 CV) .... pues solo son útiles a la hora de acelerar. Te dejo para ti el cálculo de la máxima aceleración que se puede conseguir en este coche, a ver si coincide con lo que dice el fabricante.
 

Cesar_gt

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Madre mía @FESA , qué máquina, veo que lo tuyo son las matemáticas. Muchas gracias por esta clase intensiva.
 

janelka

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Ingenierazo. ME ENCANTA
 

FESA

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Ingenierazo. ME ENCANTA
tampoco es para tanto. Es física nivel ESO. Como mucho quedaría bien como prueba de examen de EBAU.
Si que es difícil el cálculo propuesto de la aceleración. Lo he intentado y la cuentas no cuadran.
Lo que si voy a intentar el calcular del consumo de combustible teórico del coche, aunque solo sea aproximado. Seria una información interesante.
 

FESA

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Nos ponemos a la tarea. Os pongo los datos que uso por si alguien dispone de datos mas precisos.
1 litros de gasoil tiene una energía de 9,98 Kw-h
El rendimiento térmico de un motor gasoil turboalimentado es de un 40% (Mercedes ha conseguido llegar al 50% y los mejores motores de barco alcanzan un rendimiento real del 51%)
Bien pues usando los datos anteriores para recorrer 100 Km. es preciso realizar un trabajo de 48.144.000 Nm
Y con un litro de gasoil obtenemos 9,98 x 1000 x 40/100 x 3600 = 14.126.400 Nm
Luego el nº de litros para hacer 100 Km en este coche se precisa 48,144/14,126=3,38 Litros.

A ver quien consigue este valor.... Tiene que ser posible a no ser que el Cx que dice el fabricante sea otro "peor", o el rendimiento a 120 Km/h del motor es menor.... Seguro que es esto último.
 

Basty88

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Muy buenos datos compañero.
 
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