¿Cuál es la física detrás de los frenos de un automóvil que no funcionan si se calientan demasiado?

El resultado más peligroso del sobrecalentamiento de los frenos es exceder el punto de vaporización del líquido de frenos. Los sistemas más antiguos que pueden haber arrastrado agua a lo largo de los años son especialmente susceptibles. El líquido de frenos en sí mismo puede vaporizarse, pero solo lo hará a una temperatura más alta que el agua.

Dado que un vapor es compresible, cuando presiona el pedal, en lugar de que el líquido no comprimible transfiera la presión del cilindro maestro a las ruedas, toda la presión del pedal se está utilizando para comprimir el vapor. Se aplica poca fuerza a las pastillas o zapatas de freno. ¡No es bueno si te diriges hacia una colina larga y empinada!

Dado que el freno de estacionamiento / emergencia es una conexión física (cables de acero), aún puede aplicarlo con cuidado para reducir la velocidad y detener el automóvil.

Los frenos dependen de la fricción para operar, y todos los materiales de fricción exhiben un coeficiente de fricción frente a la característica de temperatura que describe su rango de operación óptimo.

Los frenos disipan la energía / tiempo como calor residual a través de la fricción cuando un automóvil frena repetidamente, lo que puede hacer que las superficies de fricción brillen al rojo vivo como se muestra a continuación.

Cuando esto sucede, la temperatura real de las superficies de contacto puede exceder la temperatura de fusión del material de fricción causando un efecto lubricante, y la desgasificación resultante impide aún más el frenado.

De hecho, así es como funciona la soldadura por fricción: vea el video a continuación.

Los dos métodos que emplean los ingenieros para mitigar el problema son 1) enfriar los frenos; y 2) usar materiales de fricción que exhiben un coeficiente de fricción más amplio sobre la temperatura, como la cerámica de carbono.

Coeficiente de fricción vs. temperatura:

More Interesting

¿Es la amplitud de la onda de luz escalar o vectorial?

Suponiendo que todos sean del mismo tamaño, ¿son cúbicas las burbujas dentro de una bola de espuma?

¿Existe un punto en el centro de gravedad de un objeto donde la intensidad del campo es infinita (r = 0)?

En la mayoría de los casos, ¿qué tan lento debe conducir para no dejar daños visibles en una colisión con un vehículo parado?

Un automóvil acelera de 40 km / h a 55 km / h para adelantar a un camión. Si requiere 1,5 segundos, ¿cuáles son la aceleración y la distancia recorrida por el automóvil?

¿Se permite un modo torsional como segundo modo de vibración para un edificio de pisos G + 18?

Mi compañero de clase dice que los objetos más ligeros caen más lentamente que los más pesados. ¿Tiene razón?

¿Cómo se mide la frecuencia de vibración? ¿Por qué es útil esta información?

¿Haría una explosión dos veces mayor si se arrojaran dos bombas nucleares en el mismo punto?

¿Cómo resumirías todas las leyes del electromagnetismo?

¿Está bien saltear algunos capítulos para preparar NEET 2017 en física y química?

¿Cómo funciona el motor de bicicleta?

¿Hay alguna explicación de por qué una acción produce una reacción, o damos por sentado la tercera ley de Newton?

Relatividad (física): cuando jugaba Frisbee con mi amigo en un avión a 900 km / h, ¿cómo llegó el Frisbee lanzado con 90 km / h a mi amigo (y no se cayó detrás de mí, que está en contacto con el avión que se mueve a 900 km / h)?

Cómo andar en bicicleta sin usar mis manos