¿Por qué un automóvil más pesado requiere más distancia de frenado si la fuerza hacia abajo y, por lo tanto, la fricción de los neumáticos en un automóvil más pesado también es mayor?

Todas las respuestas sobre la inercia, y la termodinámica # 1, y el parche de contacto, etc., son generalmente correctas, y no tengo nada que agregar a eso.

Lo que sí quiero agregar … Cuando piense en frenar, trate de pensar completamente en la forma que cambia la energía.

Sí, una pinza aprieta una placa de metal con almohadillas de fricción. Cuanto más grande es la placa, más grandes son las almohadillas y más fuerte pueden apretar los pistones, todos juegan un rol en detenerse apretando.

Pero un conductor no se está abriendo paso para detenerse. El conductor está convirtiendo toda esa energía cinética (la energía cinética es la energía del movimiento) en calor. ¿Cómo se detiene un auto? Al convertir toda su energía cinética en energía térmica, y descargar esa energía térmica en alguna parte.

¿Cómo convierte el automóvil su energía cinética en calor? Mediante el uso de un dispositivo de fricción que produce calor.

Cuanto mejor sea el dispositivo de fricción para producir calor, más rápido se detendrá el automóvil. La ecuación es mucho más compleja que la de la vida real, pero es el elemento más importante del proceso. Entonces, para autos más grandes, escuchará sobre el uso de frenos más grandes. Escuchará acerca de ventiladores, perforaciones cruzadas y pinzas de 3, 4, 5, incluso 6 pistones que se aprietan más fuerte. Y escuchará sobre el uso de materiales de freno que tienen una mayor capacidad de calor.

Pero piense en frenar, no como un apretón para detener la acción. Sino más bien, convierte una energía cinética en calor y disipa la acción del calor. Para mí, de todos modos, eso tiene mucho más sentido cuando estoy encontrando respuestas a cuestiones como esta. Cuanto mayor sea la masa del automóvil, más calor será el producto en la conversión de energía cinética.

Porque el sistema de frenos tiene que disipar más energía cinética en forma de calor. Pero, por supuesto, lo mismo ocurre con la velocidad. Solo que es peor, porque la energía cinética aumenta en el cuadrado de la velocidad, mientras que es lineal para la masa. En general, suponiendo un sistema diseñado adecuadamente, no creo que un vehículo más pesado requiera necesariamente una mayor distancia de frenado.

Porque no siempre es el caso. Los autos más pesados ​​no siempre necesitan más distancia de frenado. Depende del compuesto de goma del neumático, dimensiones, temperatura, asfalto.

Algunos vehículos más grandes podrían tener frenos de baja potencia. O tener un centro de gravedad alto y, por lo tanto, el eje trasero pierde agarre con mayor facilidad durante el frenado brusco.

Obtienes más tracción debido a la fuerza vertical, pero también obtienes mucha más inercia que contrarresta la mayor tracción. Además, a medida que aumenta el peso de un vehículo, la cantidad de energía que necesita ser disipada a medida que el calor en los frenos aumenta también hasta el punto en que el frenado puede volverse ineficaz.

Pero la razón clave es que el aumento de la tracción debido a la fuerza vertical se compensa con el aumento de la inercia.

Es por el impulso. Cuanto más pesado sea el vehículo, mayor será su impulso y, por lo tanto, más difícil será detenerse.

P = m * v; (‘m’ es la masa del vehículo y ‘v’ es su velocidad)

Y de acuerdo con la primera ley de Newton: un objeto en reposo permanece en reposo y un objeto en movimiento permanece en movimiento hasta que una fuerza externa actúa sobre él.

Entonces, cuanto más pesado es el vehículo, más difícil es detenerlo.

More Interesting

¿Por qué hacer explotar dos piezas de dinamita a la vez no es lo mismo que explotar dos una tras otra?

¿Cuál es la teoría de todas las teorías?

Si un balde lleno de agua se balanceara en un círculo con un radio de .5 metros, ¿qué tan rápido tendría que girar para simular la gravedad de la tierra y evitar que el agua se derrame?

¿Por qué las señales de baja frecuencia se atenúan lentamente en comparación con una señal de alta frecuencia?

¿Cuál es una explicación de las teorías de física óptica detrás de cómo funciona un telescopio de refracción básico?

¿Qué es la emisión espontánea? ¿Qué es la emisión estimulada?

Dos paredes adyacentes de una habitación y el techo están hechas de espejos. Si se coloca un objeto en la habitación, ¿cuántas imágenes se formarán y por qué?

¿Por qué estamos pegados a la pared cuando nos hacen girar dentro de una habitación que gira rápidamente?

¿Qué significa un estado estable en la transferencia de calor?

Si dos cargas Q de la misma masa se mueven perpendicularmente entre sí con la misma velocidad, entonces, ¿cómo es que la tercera ley de interacción de Newton no parece estar funcionando aquí (considere las fuerzas magnéticas)?

¿Existe el poder de frenado para las balas? Si no es así, ¿eso significa que los ejemplos clásicos de física son mentiras y Newton estaba equivocado en todo?

¿Por qué Ludwig Boltzmann nunca obtiene ninguna apreciación en física?

Un objeto de 10 kg se mueve con 10 m / s a ​​velocidad constante. ¿Cuánta distancia cubrirá en 10 segundos?

¿Cuáles son los cambios observados al repetir el experimento de doble rendija en un vacío casi perfecto?

¿Por qué una pelota es redonda?