Formas Geométricas De Una vía

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior

I.U.P Santiago Mariño

Sede Barcelona- Escuela Ingeniería Civil

Formas geométricas de una vía

Prof. Bachiller.

Ángel Colinas Yoneidis Rojas C.I 23.946.777

Catedra: Vías de comunicación I Sección: “C”

Barcelona, febrero 2014.

Índice

Portada

Introducción

Contenido

Fuerzas que actúan sobre un vehículo………………………………………pág. 4,5

Dinámica de frenado……………………………………………………pág.6,7,8,9,10

Sobre ancho de una curva…………………………………………………pág.10, 11,12

Control del equilibrio de un vehículo en una curva………………………pág.13, 14

Estabilidad de un vehículo en una curva……………………………………pág.14, 15

Interacción entre las ruedas y pavimento en rectas

Resistencia a la rodadura……………………………………………………… pág.15

Esfuerzo de frenado

Dinámica de frenado………………………………………………………………pág.16

Conclusiones

Bibliografía

Introducción

Con el pasar de los años el hombre y su entorno han venido evolucionando de acuerdo a las necesidades requerimientos que se le han presentado. Si bien se ha dicho, la mente y la capacidad para crear que posee el mismo son algo extraordinario, es así que se ha tomado la tarea de diseñar y crear sistemas de modalidad que le permitan mejorar y facilitar su vida.

Una de sus necesidades principales es la de comunicarse con sus semejantes y el trasladarse de un lugar a otro para cumplir con sus actividades del día a día.

Para cumplir con lo antes mencionado el hombre ha creado un sistema de vías de comunicación (caminos, carreteras, autopistas), que con el tiempo se han convertido, si se puede decir, en la red de comunicación más importante del mundo ya que con otro factor que intervienen en ella como son los vehículos facilitan el libre tránsito por las diferentes vías.

Es importante resaltar que el presente trabajo tiene como objetivo dar a conocer, el funcionamiento adecuado de las vías en cada instante y situación que se presente durante el recorrido de un vehículo que se desplaza sobre la misma.

A continuación se presenta de manera más explícita diferentes aspectos importantes que a su vez permitirán analizar y comprender mejor el manejo y funcionamiento de las vías de comunicación.

 Fuerzas que actúan sobre un vehículo

Las fuerzas que actúan sobre un vehículo dependen del plano o superficie donde este se encuentre y en que condición se presenta, si se encuentra en reposo o en movimiento. Por lo general se toman en cuenta las fuerzas que actúan sobre el mismo cuando se encuentra en movimiento las cuales son:

a) Fuerza normal o gravitatoria: es la fuerza que ejerce la superficie sobre el vehículo apoyado sobre la misma. Ésta es de igual magnitud y dirección, pero de sentido contrario a la fuerza ejercida por el cuerpo sobre la superficie.

Fn representa la fuerza normal.

b) Fuerza de fricción o de roce: es a la fuerza entre dos superficies en contacto, a aquella que se opone al movimiento relativo entre ambas superficies de contacto (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del deslizamiento (fuerza de fricción estática).

Fricción estática: no se inicia el movimiento si la fuerza tangencial aplicada T hace que el ángulo sea menor a φ0 (no supera a Fr).

c) Peso: es una medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre un objeto. El peso equivale a la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un punto de apoyo, originada por la acción del campo gravitatorio local sobre la masa del cuerpo. Por ser una fuerza, el peso se representa como un vector, definido por su módulo, dirección y sentido, aplicado en el centro de gravedad del cuerpo y dirigido aproximadamente hacia el centro de la tierra.

Diagrama de fuerzas que actúan sobre un cuerpo de masa m en reposo sobre una superficie horizontal.

d) Aceleración del vehículo: en esta el móvil experimenta en cada cambio de dirección y velocidad respecto al punto de referencia.

Definición de la aceleración de una partícula en un movimiento cualquiera. Obsérvese que la aceleración no es tangente a la trayectoria.

 Dinámica de frenado

El frenado es el proceso por el que se permite reducir la velocidad del vehículo en marcha llegando si fuera preciso o voluntad del conductor a detenerlo. En el proceso se hace necesario vencer tanto las resistencias de las masas rotativas de las ruedas como la propia desaceleración. Representa uno de los sistemas fundamentales del automóvil, tanto en lo referente a la seguridad como en materia de estabilidad, requiriendo un correcto reparto de la fuerza de frenado.

En el modelo de frenado se acepta como hipótesis que el vehículo es un sólido rígido en movimiento rectilíneo uniforme. Dicho modelo se muestra en el anexo gráfico. Como se puede apreciar en él aparecen las fuerzas de frenado por eje, Ffd y Fft, así como la resistencia a la rodadura al representar centrada las fuerzas sobre los neumáticos.

Un vehículo en marcha no se puede parar inmediatamente cuando el motor se desconecta del tren de fuerza, debido a la inercia (la tendencia de un objeto en movimiento a continuar moviéndose). Esta inercia se tiene que reducir para conseguir la parada del vehículo.

El motor convierte la energía térmica en energía cinética (energía de movimiento) para impulsar el vehículo. Contrariamente, los frenos cambian la energía de esta moción (energía cinética) en energía térmica para el vehículo.

Generalmente, los frenos de los vehículos actúan haciendo que un objeto fijo haga presión contra un objeto de rotación. El efecto de frenado se obtiene de la fricción que se genera entre dos objetos.

ARRANQUE FRENADO

El proceso de frenado es vital para el control de los vehículos automóviles.

A continuación se enuncian las fuerzas más importantes que toman parte en el proceso de frenado y el significado de las mismas:

• Pares de frenado (Mfd y Mft): El sistema de frenos del vehículo tiene como misión crear estos pares que se oponen al movimiento de las ruedas y que hacen aparecer las fuerzas de frenado.

• Fuerza de frenado (Ffd y Fft): Un vehículo en movimiento dispone de una energía cinética o trabajo que es equivalente a la fuerza de impulsión por la velocidad media del desplazamiento. Este automóvil sufre una aceleración negativa o desaceleración cuando se aplica una fuerza igual y de sentido contrario a la fuerza que produce movimiento. Es decir, se debe aplicar una fuerza de frenado que anule a la fuerza de impulsión. El efecto de frenado consiste en transformar la energía cinética producida por el vehículo movimiento en calor producido por el rozamiento entre los elementos mecánicos de los frenos. La fuerza de frenado tiene el mismo valor que la fuerza de adherencia o rozamiento y por lo tanto se calculará mediante el producto entre el peso que gravita sobre una rueda y el coeficiente de adherencia entre ella y el suelo, y tiene sentido contrario a la fuerza de impulsión. Como la fuerza de impulsión está determinada por la resistencia que oponen las ruedas a su desplazamiento, la fuerza de frenado que hay que aplicar para detener el vehículo está también en función de la resistencia obtenida en las ruedas.

• Componentes del peso (P): Cuando el vehículo circula por terreno inclinado el peso se descompone en dos fuerzas. La primera de ellas en sentido longitudinal de las marcha (P•Senα) se opone o ayuda al movimiento del automóvil, según este esté circulando por una pendiente ascendente o descendente. La segunda es en realidad el peso normal a la superficie de rodadura (P•Cosα), que en el caso de que esta sea horizontal, es la única componente del peso, sin embargo en este caso su valor se ve reducido lo que conlleva una disminución de la adherencia. Podemos obviar esta disminución ya que el ángulo de la pendiente suele ser muy pequeño en condiciones operativas normales del vehículo.

• Acciones aerodinámicas: La resistencia aerodinámica (Fxa) solo toma valores relevantes para altas velocidades, en el resto de los casos se puede despreciar frente a las fuerzas de frenado y el error cometido nos mantendrá del lado de la seguridad, por lo que se hace frecuentemente.

La fuerza de sustentación aerodinámica (Fza) y el par de cabeceo (Mya) modifican las cargas dinámicas que soportan las ruedas (Fzd y Fzt) y, en consecuencia, la fuerza adherente. Sin embargo suelen también despreciarse ya que solo son significativas a altas velocidades, en cuyo caso sí que es conveniente tenerlas en cuenta ya que

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