﻿{"id":5072,"date":"2019-10-25T11:43:11","date_gmt":"2019-10-25T09:43:11","guid":{"rendered":"http:\/\/dim.usal.es\/eps\/mmt\/?p=5072"},"modified":"2020-01-16T09:50:24","modified_gmt":"2020-01-16T08:50:24","slug":"balance-energetico-en-un-automovil","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/dim.usal.es\/eps\/mmt\/balance-energetico-en-un-automovil\/","title":{"rendered":"Balance energ\u00e9tico en un autom\u00f3vil."},"content":{"rendered":"\n<p>Previamente al Balance de Energ\u00eda es necesario hacer un an\u00e1lisis din\u00e1mico.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter is-resized\"><img loading=\"lazy\" src=\"http:\/\/dim.usal.es\/eps\/mmt\/wp-content\/uploads\/2019\/10\/FuerzasEnCoche-1024x551.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-5071\" width=\"572\" height=\"307\" srcset=\"http:\/\/dim.usal.es\/eps\/mmt\/wp-content\/uploads\/2019\/10\/FuerzasEnCoche-1024x551.png 1024w, http:\/\/dim.usal.es\/eps\/mmt\/wp-content\/uploads\/2019\/10\/FuerzasEnCoche-300x161.png 300w, http:\/\/dim.usal.es\/eps\/mmt\/wp-content\/uploads\/2019\/10\/FuerzasEnCoche-768x413.png 768w\" sizes=\"(max-width: 572px) 100vw, 572px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-justify\">En la figura se muestran todas las fuerzas que act\u00faan en un veh\u00edculo en movimiento.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-color has-text-align-justify has-green-color\"><strong><em>FUERZA NECESARIA PARA VENCER LA RESISTENCIA A LA RODADURA.<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>La fuerza necesaria para vencer la resistencia de rodadura, <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">F_r<\/span>, es<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\"><span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">F_r=\\mu\\times N<\/span><\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-justify\">donde <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">\\mu<\/span> es el coeficiente de resistencia a la rodadura, y  <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">N<\/span> es la componente normal al suelo, <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">mg cos \\alpha<\/span>, del peso del veh\u00edculo. As\u00ed,<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-color has-text-align-center has-green-color\"><span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">F_r=\\mu mg cos \\alpha<\/span><\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-color has-pink-color\"><em><strong>FUERZA EN LA SUBIDA (O BAJADA) DE UNA PENDIENTE<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n<p>La fuerza en la subida (o bajada) de una pendiente, <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">F_p<\/span>, es<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-color has-text-align-center has-pink-color\"><span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">F_p= \\pm mg sen\\alpha<\/span><\/p>\n\n\n\n<p>En esta ecuaci\u00f3n se emplea el signo &#8220;<span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">-<\/span>&#8221; cuando <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">F_p<\/span> y  <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">F_v<\/span> tengan distinto sentido (cuando el veh\u00edculo sube), y &#8220;<span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">+<\/span>&#8221; cuando tengan el mismo sentido (cuando el veh\u00edculo baja). <\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-color has-blue-color\"><em><strong>FUERZA NECESARIA PARA VENCER LA RESISTENCIA AERODIN\u00c1MICA<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n<p>La fuerza necesaria para vencer la resistencia aerodin\u00e1mica, <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">F_a<\/span>, es<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-color has-text-align-center has-blue-color\"> <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">F_a= \\frac{1}{2}C_x\\rho AC^2<\/span><\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-justify\">donde <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">C_x<\/span> es el coeficiente de resistencia aerodin\u00e1mica, <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">\\rho<\/span> es la densidad del aire, <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">A<\/span> es la superficie frontal del veh\u00edculo y  <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">C<\/span> es la velocidad a la que se mueve el veh\u00edculo en relaci\u00f3n con la velocidad del aire en cuyo seno se mueve.<\/p>\n\n\n\n<p>El aire atmosf\u00e9rico cumple bastante bien la ecuaci\u00f3n de estado de gas ideal, por lo que se puede escribir<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\"> <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">pv=RT<\/span><\/p>\n\n\n\n<p>Y como  <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">v=1\/\\rho<\/span>, queda  <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">\\frac{p}{\\rho}=RT<\/span>, de donde resulta<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\"> <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">\\rho = \\frac{p}{RT}<\/span>,<\/p>\n\n\n\n<p>quedando, para la fuerza necesaria para vencer la resistencia aerodin\u00e1mica,<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\"><span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">F_a= \\frac{1}{2} C_x \\frac{p}{RT} A C^2<\/span><\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-color has-red-color\"><strong><em>FUERZA EJERCIDA POR EL VEH\u00cdCULO<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-color has-black-color\">En la figura, es <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">F_v<\/span>.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p><strong>ECUACI\u00d3N DE NEWTON<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\"><span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">\\Sigma  \\overrightarrow{F}= m \\frac{d \\overrightarrow{C}}{dt}<\/span> <\/p>\n\n\n\n<p>Aunque es mandatorio el empleo de vectores, como todas las fuerzas se encuentran en la misma direcci\u00f3n, se puede trabajar escalarmente considerando simplemente sus signos, resultando,<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\"> <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> F_v -  \\left(\\pm mg sen\\alpha + \\mu mg cos \\alpha +  \\frac{1}{2} C_x \\frac{p}{RT} A C^2  \\right) = m \\frac{dC}{dt}<\/span><\/p>\n\n\n\n<p>Multiplicando la ecuaci\u00f3n anterior por la velocidad,  <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">C <\/span>,<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\"> <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> F_v C -  \\left(\\pm mgC sen\\alpha + \\mu mgC cos \\alpha +  \\frac{1}{2} C_x \\frac{p}{RT} A C^3  \\right) = m C \\frac{dC}{dt}<\/span><\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-left\"><\/p><p style=\"text-align:left\"><\/p><p style=\"text-align:left\"><\/p><p style=\"text-align:left\"><\/p><p style=\"text-align:left\"><\/p><p style=\"text-align:left\"><\/p><p style=\"text-align:left\"><\/p><p style=\"text-align:left\"><\/p><p style=\"text-align:left\"><\/p><p style=\"text-align:left\"><\/p><p style=\"text-align:left\"><\/p><p style=\"text-align:left\"><\/p><p style=\"text-align:left\"><\/p><p style=\"text-align:left\"><\/p><p style=\"text-align:left\"><\/p><p style=\"text-align:justify\">En esta ecuaci\u00f3n,  <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> F_v C<\/span> es la potencia desarrollada por el veh\u00edculo, <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> \\pm mgC sen\\alpha <\/span> es la potencia requerida para subir la pendiente (o aportada en la bajada, lo que es importante en los veh\u00edculos el\u00e9ctricos, que pueden emplear la energ\u00eda generada para cargar bater\u00edas),    <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> \\mu mgC cos \\alpha <\/span>  es la potencia requerida para vencer la resistencia a la rodadura,    <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> \\frac{1}{2} C_x \\frac{p}{RT} A C^3 <\/span> es la potencia requerida para vencer la resistencia aerodin\u00e1mica (n\u00f3tese que aumenta con el cubo de la velocidad) y <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> m C \\frac{dC}{dt}<\/span> es la potencia requerida en la aceleraci\u00f3n u obtenida en la frenada que, en el caso de los veh\u00edculos el\u00e9ctricos, se puede emplear en la carga de las bater\u00edas.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Previamente al Balance de Energ\u00eda es necesario hacer un an\u00e1lisis din\u00e1mico. 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