No, en una región remota, al sur de los Pirineos, unos mamelucos siguen la linde y se gastan los fondos europeos de preservación de medio ambiente en crear más zonas de esquí.
Aquí lo que importa es que el neumático se mantenga girando sobre el asfalto en vez de deslizarse. Para que eso ocurra, el rozamiento no debe bajar de un cierto umbral, que depende de las características de las superficies en contacto; por ejemplo, sobre hielo se deslizaría inmediatamente con una mínima fuerza, mientras que en asfalto costaría mucho más.
Por eso se hace el neumático más grande, hay más cantidad de superficies con imperfecciones en contacto, esas imperfecciones son las que aumentan el coeficiente de rozamiento cuanta más superficie hay en contacto entre el asfalto y la goma.
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si la fuerza de rozamiento no depende de la superficie, ¿por qué cuando tengo las ruedas desinfladas de la bici me cuesta un cojón más moverme?
Antes de nada, gracias a #1 #5 #8 #9 #10 #18 #19 por entrar y comentar. El objetivo de este rollo que metí era pasar el rato y pensar un poco en una pregunta aparentemente chorra, pero que no lo es tanto.
Aquí va un resumen de lo expuesto:
1) Idealmente, la presión (peso) que ejercen las ruedas sobre el suelo sería el peso total del coche dividido entre 4. Esto no cambia, sea cual sea el ancho del neumático, y por lo tanto la fuerza de rozamiento sería la misma para cualquier tamaño de rueda, siempre que el material que la compone sea el mismo.
2) Como se ha dicho, la fuerza de rozamiento no depende del tamaño de la superficie, por lo tanto, tener ruedas con más superficie apoyada no ayuda al agarre, y por lo tanto, es irrelevante para que el coche tenga tracción (no patinen las ruedas al acelerar).
3) Es más, al tener una superficie mayor, los neumáticos de Formula 1 ejercen sobre el suelo menos presión por cm2 que una rueda más estrecha. Es análogo a pisar en la nieve con zapatos (que te hundes) o con esquíes (que te mantienen sobre la nieve porque ejercen menos presión por unidad de superficie). Esto podría parecer un punto en contra el uso de neumáticos anchos.
4) Pero OJO, como hemos hablado en 2), lo que importa no es la presión por cm2, sino en cada rueda de manera total. Entonces, estamos como al principio, ¿no?
Y aquí mis conclusiones (que no tienen por qué ser válidas):
1) La pregunta del profesor obviaba otros aspectos importantes de la física del neumático. El ancho no tiene que ver con el rozamiento en condiciones ideales. Pero la superficie del asfalto es irregular, y además en las pistas de competición están los llamados "pianos" o "curbs" que suponen una irregularidad muy notable. En estos casos, tener más superficie de rueda es beneficioso porque tenemos más probabilidades de que la goma se apoye en algún sitio. Un ejemplo exagerado sería un agujero en el asfalto de 10cm de ancho. Para una rueda de bicicleta, supone un obstáculo importante. Para una rueda ancha, simplemente no afecta porque la superficie del neumático simplemente deja de tener contacto en una pequeña parte por un instante, pero el resto sigue bien apoyado.
2) En física básica se trabaja con condiciones ideales y teóricas, pero en este caso la superficie de la rueda no es ideal, sino que se trata de una superficie deformable. Así que se producen interacciones con el asfalto a nivel micro (y no tan micro) que no pueden estimarse con un cálculo general del rozamiento. De los infinitos puntos de la superficie del neumático, no todos están ejerciendo la misma presión sobre el suelo porque la deformación de la rueda provoca también tensiones o relajaciones en el material, así que se puede considerar que en lugar de una superficie, la rueda es un sistema de microsuperficies. Cuantas más microsuperficies tengamos, más probabilidades hay de que haya un número grande con la fricción necesaria. Esto es, creo, lo que mencionaban , #8 y #17. Y también va en relación a lo comentado por #10
3) Existe otro factor además del peso en el caso de los coches deportivos, y más en la Fórmula 1, y es la aerodinámica. El rozamiento en este caso no sólo depende del peso, sino de que las superficies aerodinámicas del coche empujan a éste hacia el suelo (al contrario que en un avión). Esta fuerza es enorme y debe ser repartida por la superficie de la rueda, o ésta acabaría hecha trizas en poco tiempo. Es tanta la fuerza ejercida por la acción del aire que de hecho cuando una superficie aerodinámica de un Fórmula 1 se rompe, el coche se vuelve casi inmanejable en las curvas por la falta de agarre. De nuevo, esta fuerza no debería tener afectación por la superficie del neumático, pero todos sabemos que en las curvas las ruedas de goma se deforman lateralmente, así que también necesitamos una superficie grande para que esa deformación sea poco notable. Es decir, queremos que el neumático se mantenga como un bloque cilíndrico en la medida de lo posible.
4) Las ruedas grandes suponen un peso extra muy considerable para un coche deportivo, lo que es perjudicial para la competición, pero por otro lado compensa que sean así para mejorar su resistencia y rebajar la deformación, lo que también apuntaba #8.
En definitiva: el ancho de los neumáticos no mejora el agarre en términos macro, pero sí a nivel más fino, posiblemente casi microscópico también. Y por otro lado la razón de que sean así de anchos alarga la durabilidad del material, ya que las zonas de fricción no siempre son las mismas por la deformación que sufren en curvas, frenadas y aceleraciones, y el degradado se reparte, lo que sería más difícil de conseguir con un neumático estrecho.
Gracias de nuevo, y perdonen si me he excedido con la verborrea.
#21 la mejora de agarre que comentas en 1 estaría incluida en el coeficiente de rozamiento no?
O sea el coeficiente del caucho vs asfalto puede ser 0.8 de forma genérica. Pero si el asfalto es especialmente rugoso será mayor. Y la temperatura del caucho también lo hará cambiar. En Fórmula 1 siempre se habla de los neumáticos fríos, y hay calentadores, etc. Pero de nuevo, eso afectará al coeficiente (que en lugar de 0.8 será 0.9 o lo que sea) pero no cambia el problema
#22 Sí, pero me refería al caso "macro" no de la rugosidad, sino de las irregularidades grandes que hacen perder el contacto entre las dos superficies, como pequeños baches, o en un caso más evidente, los pianos. Esto claro está que no tiene que ver con el problema, pero es una de las razones por las que las ruedas de los F1 son más anchas. No sólo hay que resolver el agarre, sino este problema.
#21 Estás ignorando toda la aerodinámica que en un F1 es algo fundamental.
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