En esta época de verano, especialmente propicia a los accidentes de tráfico, se insiste más que nunca en controlar la velocidad. Parece lógico que cuanto mayor sea la velocidad del vehículo, más grave será el accidente de tráfico.
Sin embargo, las percepciones intuitivas a veces fallan. Tendemos a pensar que yendo a 100 kilómetros por hora, un impacto será el doble de violento que a 50. Pero en realidad será cuatro veces más violento. Esto se debe a que la energía cinética del vehículo no depende linealmente de la velocidad, sino cuadráticamente. Seguramente muchos recordéis del instituto la fórmula de la energía cinética: E = 0,5·m·v².
Por otro lado, la energía no se crea ni se destruye. La energía cinética es la que posee el vehículo por el simple hecho de estar en movimiento. Si ese movimiento se detiene bruscamente (por ejemplo, por un impacto), esa energía se tiene que convertir en ‘algo’. Gran parte de esa energía se ‘gasta’ en convertir el coche en un amasijo de hierros.
Por el hecho de ir dentro del vehículo, los pasajeros también tienen energía cinética. Evidentemente, cuanto mayor sea la energía a disipar, más violentas serán las consecuencias. Al doble de velocidad le corresponden cuatro veces más de energía. Al triple, nueve veces más, y así sucesivamente.
Esto también tiene su influencia en la distancia de seguridad. Al frenar el coche, estamos disipando la energía cinética (fundamentalmente, a través del rozamiento con los discos de freno). Lógicamente, cuanta más energía cinética posea el vehículo, más cuesta disiparla.
En este caso, la percepción intuitiva vuelve a fallar. Como muestra el gráfico, si a 50 kilómetros por hora necesitamos una distancia de 25 metros para frenar (esto depende de muchos factores, fundamentalmente de la masa de nuestro vehículo), a 100 por hora no necesitaremos 50 metros, sino 100 (cuatro veces más), y a 150 por hora necesitaríamos la friolera de 225 metros para detener el coche.
Por tanto, antes de acelerar hay que recordar esta lección básica de física. Un pequeño aumento de la velocidad puede suponer un gran aumento de la distancia de seguridad necesaria para frenar, o de la violencia de un hipotético impacto.
Imagen | Shuets Udono
En Genciencia | Accidentes de tráfico
Comentarios
Hombre! bienvenido Ignacio! Yo pertenecía (bueno pertenezco, para qué engañarme) al grupo de gente cuya intuición falla. Yo pensaba que un impacto a 100 km/h sería el doble de violento que a 50 km/h. Así que está guey saberlo!
Yo no hice física en el intsti y tengo una duda. Ya sé que es una fórmula, pero ¿por qué la energía cinética aumenta cuadráticamente?
Ieeeee, me encantan este tipo de articulos en los que se maneja física "asequible" (lo que yo he echo vamos, nivell bachiller) con cosas de interes general.
Oye, porque no le pasais el articulo a Motorpasion? Seguro que les interesa!
Sabia perfectamente todo eso pero son cosas de esas que luego no piensas. A 120km/h necessitas aprox. (mirando la grafica) unos 140m para detenerte. A 140km/h son 200m! Añadele unas 75 centesimas de distancia de reacción y ahun te vas más lejos.
Tambien tendria lo suyo hacer un articulo sobre los tiempos de reaccion, yo no se nada de eso pero bueno, seria que el cerebro percibe la información, la procesa, envia ordenes por impulsos electricos (de nanoamperios?) o asi no? Lo digo desde mi total desconocimiento...
Y tambien un articulo sobre las curvas, la velocidad teorica a la que se podrian dar segun fricción y quizas algo de peraltes... ejeje.
La explicación en realidad requiere alguna fórmula :P
Veamos, la energía cinética de un cuerpo es igual al trabajo que hace falta para ponerlo en marcha a esa velocidad.
El trabajo es la integral de la fuerza sobre la distancia: W = integral(F·dr) (nos cargaremos los vectores, por simplificar). Por un lado, la fuerza es igual a masa por aceleración: F = m·a = m·(dv/dt). Por otro lado, el diferencial de la distancia, dr, es igual a la velocidad por el diferencial del tiempo: dr = v·dt.
Haciendo una burrada propia de ingenieros (un matemático me mataría por simplificar tan alegremente), tenemos:
E = integral(m·(dv/dt)·v·dt) = m·integral(v·dv). Esta integral es la más sencillita, da como resultado 0,5·v², así que el resultado final es 0,5·m·v².
No sé si la explicación te servirá de mucho :P
A ver si lo intento explcar a lo bruto... si te das cuenta, la velocidad influye doblemente. Por un lado, el simple hecho de tener más velocidad significa tener más momento lineal (más 'inercia', por decirlo de alguna manera). El momento lineal sí que depende linealmente de la velocidad: p = m·v. Si te das cuenta, la fuerza es F = m·a = m(dv/dt) = dp/dt (o sea, que la fuerza equivale a la variación del momento lineal, el cual depende linealmente de la velocidad).
Por otro lado al calcular la energía (= al trabajo), tenemos en cuenta que esa fuerza se mantiene a lo largo de una distancia, que evidentemente es mayor cuanta más velocidad (depende además linealmente).
Por decirlo burdamente, tenemos que la energía depende linealmente de la velocidad... dos veces, y de ahí la dependencia cuadrática.
Aprovecho para decir que todo este análisis está súper-simplificado, ya que en realidad estos resultados son válidos para una partícula, y en realidad un coche es 'un poquito' más grande (de hecho, es un sistema de partículas). Tampoco hemos considerado rozamientos, aerodinámica y demás.
Madre mía! me quedo con "la energía depende linealmente de la velocidad... dos veces, y de ahí la dependencia cuadrática". Pero ya entiendo el principio :-) A veces me da pena no haber hecho física, porque en realidad explica muchas cosas...a lo mejor hay "Física for dummies" y con una gran fuerza de voluntad podría mirar cosillas....
@Zonker Zero. Se han hecho estudios y se ha calculado que un adulto tiene un tiempo de reacción a un estímulo visual de unos 215 milisegundos. Es menor cuando el estímulo es táctil o auditivo....qué fuerte, no? Yo flipo cada vez que lo pienso.
Respecto a las neuronas, el potencial eléctrico de una neurona en reposo es de -70 mv y éste aumenta a 100 mv cuando se produce el potencial de acción... pero no te puedo decir nada sobre los amperios... no lo sé!
Si però claro una cosa es dar una respuesta a un estimulo visual (una luz) y otra muy diferentes es tener delante una situacion que debe ser estudiada y comprendida por tu cerebro y a la que debe dar una solucion (normalmente frenar jeje). Por no hablar, yendonos ya un poco del tema, de mantener la sangre fria para frenar como hay que frenar.
nada que ver con este post, pero vean que interesante este post de Microsiervos, http://www.microsiervos.com/archivo/juegos-y-diver...
se los paso a Igbacio, Sergio o Maite como idea para que escriban sobre el comportamiento humano con respecto a la suerte, supersticiones, etc..., que les parece?
claro...
Yo creo que los estudios que hacen es el típico test que cuando ves una imagen determinada u oyes el pitidito pulsas un botón. Claro que el tiempo de reacción también depende de la acción que tengas que hacer como respuesta al estímulo; ahí estoy completamente de acuerdo: no es lo mismo pulsar un botón que frenar en estado de pánico absoluto
Muy buenas, estoy encantado de volver a ver actividad por Genciencia, gracias Ignacio.
Está bien el post para ir empezando a retomar la rutina jeje. Muy ilustrativa la gráfica (me encantan las gráficas).
Espero que esto sea el inicio de una bonita amista xD.
Hoy día cualquier coche necesita para frenar de 60 a 0 km/h entre 13 y 15m y de 120 a 0 km/h necesita entre 50 y 60m. Aunque se mantiene la exponencial las cantidades son bastante menores.
Maledictum, la distancia de 25 m. que ponemos en el post es un simple ejemplo ;) como hemos comentado, depende de múltiples factores, sobre todo la masa del vehículo (¡donde también influye el número de pasajeros!) y también el estado de los discos de freno, entre otros.
Por otra parte, si te fijas, la relación no es exponencial (entonces estaríamos hablando de distancias aún mucho mayores) sino parabólica.
Por cierto Ignacio, tremendo el post "10 razones para meter preservativos en el equipaje" jajajaja.
He de decir que la masa del coche no depende para nada en la frenada porque los frenos de cada coche ya vienen adaptados para ese peso (las pinzas de freno de un coche pesado hacen mas fuerza que las de uno mas ligero, independientemente del tamaño de los discos de freno) y frena practicamente lo mismo un ferrari con frenos de carbono que un smart, por ejemplo.
Ademas, y por si alguno lo habia pensado, el tamaño de las ruedas tanto el ancho como el diametro no influyen para nada en la frenada. El estado de los neumaticos y el de los frenos si que es esencial para una distancia de frenado reducida.
Tambien es muy importante la carga que llevemos en el coche (ya que los frenos estan tarados para un peso estandar), y se frena en mayores distancias cuando vamos con el coche cargado de personas y equipaje.
Y que decir de las malas condiciones del asfato, lluvia o nieve...eso lo sabe todo el mundo, aumentan muchisimo la distancia de frenado.
Si alguno lo duda o le gustaria saber el porque de todo esto que pregunte que tengo links y explicaciones para todo lo que he dicho, pero como poco van a tener el nivel del comentario 3 de Ignacio
arbaal, la energía cinética de un coche depende directamente de la masa, y la violencia del leñazo que te pegues con el coche también. A la hora de frenar, cuanta más masa tengas, más tienes que frenar. Lo puedes conseguir con mejores frenos (capaces de disipar más energía) o con una distancia de frenado más larga, pero influir, estarás de acuerdo conmigo en que influye ;)
El conctacto ultimo entre el coche y la carretera (referencia) es atraves de los neumaticos, que la maxima fuerza de deceleracion que son capaces de proporcionar es:
Froz=mu*n
donde mu es la letra griega (mu=Froz/n , es la definicion) y n es la normal , que si sumamos las cuatro ruedas y estamos en llano sera el peso del coche (n=m*g, g es la aceleracion de la gravedad terrestre=9.8).
Por otro lado, de la tercera ley de Newton sacamos que
F=m*a=mu*n=mu*g*m
Con lo que la masa del coche se va en ambos lados de y sacamos que a=mu*g, donde mu suele ser del orden 0.8 a 0.9 en neumaticos comerciales (no de formula 1). En el momento en que los frenos hagan mas fuera que esta el coche derrapara y saltara el ABS si es que tiene.
Otra cosa es si los frenos son capaces de hacer toda esta fuera, pues si, los frenos de cualquier coche son capaces de hacer la fuerza necesaria para llegar a estas condiciones, otra cosa seria hablar de camiones.
De hecho, yo con mi bici soy capaz de llegar a frenar en una distancia similar a cualquier coche, pesa muchisimo menos, pero la fuerza de frenado disminuye de la misma manera y se compensa. En resumidas cuentas, que solo depende del neumatico y del planeta en que frenes
Hombre! Genciencia vuelve a respirar! Y lo hace con un buen post, la verdad es que no había caído en eso. Vienbenido, Ignacio!
A ver si se vuelve a hacer ciencia de verdad aquí (ya está bien un poco de filosofía, faltaría más, pero ya se echaba en falta un poco de práctica).
¿Volveremos a ver aquellos quiz genciencia de antaño?
DESFIBRILADOR! AHORA! AHORA! Muy interesante el post. Ahora me cago en toda la campaña inútil que da Antena3, "DALE FRENO". Vaya panda de aficionados que quieren chupar de la DGT. Gente como tú nos ilumina!
saludos :D
No entiendo como puede decir la gente que esto es un buen post, o al menos un buen post para este blog. Quizá en un blog de variedades esto sea un post sublime, pero aquí... Yo empezé leyendo Genciencia con un post sobre relatividad, desde entonces, miles de post científicos an saciado mi apetito. Pero, desde hace unos meses, lo único que se lee aquí es seudociencia barata: nada de divulgación científica.
Eeee...... Bienvenido.
@17 pues educadamente te recomiendo que no lo leas :)
Pues relacionado con los accidentes de trafico ecahrle un vistazo a esto
http://www.microsiervos.com/archivo/tecnologia/cue...
@14...por partes. Una cosa está bien y otra está mal.
Mayor masa significa mayor peligro y ahora te digo porque. Asi que la importancia del piñazo SI depende de la masa del vehículo.
Y si que es cierto que la deceleración será la misma en un coche ligero con frenos "malos" que un coche pesado con frenos "buenos". Asi que SI es cierto que un coche pesado puede decelerar en igual magnitud que un coche ligero y por tanto llegar con la misma velocidad al momento del impacto.
El kid de la cuestión es que lo que te mata en el momento del impacto no es sólo la velocidad que lleves (que será reducida de igual manera en un coche de "buenos" frenos y pesado o en un coche de "malos" frenos y ligero) sino la velocidad por la masa que lleves (que se llama cantidad de movimiento).
Desde que impactas con un muro (a una velocidad distinta de 0) hasta que te paras del todo (velocidad 0) va a haber una conservación de cantidad de movimiento en el proceso (y también de energía, que por definición es la cantidad de movimiento multiplicada por un medio de la velocidad). Esta conservación consiste en deformar el coche por el impacto (o lo que es lo mismo, transformar la energía cinética que te queda después de frenar, en energía de deformación de las piezas que componen el coche). Cuanta más masa tenga el coche, a igualdad de velocidades, más energía tienes que disipar y por tanto más materiales tienes que deformar (cosa que se empieza a hacer tecnológicamente muy difícil cuando empiezas a superar los 60 km/h en un utilitario).
Vamos a hacer un experimento.
Supongamos dos coches (coche1 y coche2) a los que les sometemos a un impacto contra un muro a una velocidad prefijada (por ejemplo 60 Km/h).
Supongamos que los coches están fabricados de la siguiente manera:
1- Ambos tienen el mismo número de piezas y están situadas en los mismos lugares y ensambladas de la misma manera.
2- Desde el frontal del coche hasta el volante todas las piezas de ambos coches están hechas del mismo material.
3- Desde el volante hacia atrás todas las piezas del coche1 son de aluminio y todas las del coche2 son de acero (mucho más pesadas). El resultado es que el coche2 es mucho más pesado que el coche1.
4- Los frenos de ambos coches están adaptados para que la distancia de frenada sea la misma en ambos coches. Es decir, que en este experimento pondremos los dos coches a 120 km/h, en un momento concreto pisamos a fondo el frenos en los dos coches y cuando se alcanza el muro ambos llevan 60 km/h.
¿Quién sale peor parado? Intuitivamente parece que el coche2, verdad? Pues en este caso es verdad, la intuición coincide con la realidad. Por qué?
La energía a disipar en el impacto (que depende de la velocidad y de la MASA) será superior en el coche2 que en el coche1, por tanto todos los hierros/plásticos que haya por delante del volante se van a doblar/retorcer/romper más en el coche2 que en el coche1, haciendo más vulnerable el habitáculo en el coche2 (por tanto más peligroso ya que alguno de los hierros se te puede meter en el ojo).
A lo que voy es a lo siguiente.
Esto, el hierro en el ojo, es lo que realmente te mata en un accidente de coche y no la velocidad con que impactes contra el muro. Lógicamente, a más velocidad, más hierros se te meten en el ojo, pero a igualdad de velocidad, lo que interesa es que tengas que disipar menos energía en el impacto (que se consigue haciendo que tengas menos masa) porque esto es lo que va a evitar que entren cuerpos extraños en el habitáculo del conductor.
Asi que, que un coche más pesado consiga frenar en la misma distancia que un coche más ligero está bien, pero en el primero te matarás antes que en el segundo si los dos son exactamente iguales.
Lo que suele ocurrir es que en un coche pesado las estructuras para la deformación del morro son distintas con el fin de poder disipar toda su energía cinética.
Los únicos coches en los que el piñazo sólo depende de la velocidad es en los de fórmula1 en los que se espera que la estructura se doble "con la mirada" y por tanto toda la disipación de energía se va a realizar en abollar la "bañera de seguridad" en la que va metido el piloto (que es igual para todos los pilotos). Y esto ocurre fundamentalmente porque el resto del coche se independiza de la "bañera" en el momento del impacto o sea que da lo mismo la masa del coche y sólo importa la velocidad con la que te la des y no la velocidad por la masa.
@17. Monzón esto te parece pseudociencia barata?
Me parece que confundes términos, o no sabes hasta donde llega la profundidad del estudio de un proceso de la más normal (como el piñazo de un coche, las volutas de humo de un cigarro o el movimiento de un brazo) cuando se realiza con rigor científico.
La relatividad y las cuestiones de física moderna son realmente interesantes conceptualmente (y últimamente lo están siendo cada vez más experimentalmente), pero no por ello las restantes dejan de tener interés o son clasificadas como pseudo-ciencia.
Agradezco cualquier tipo de artículo científico o pseudo-ciéntifico. Quizá los primeros me resulten más atractivos y los segundos los mire con desconfianza(depende del campo). Vamos, que si me gusta y puedo, construyo y sino me interesa o no lo entiendo, paso y leo otro.
Y sobre todo, no le llamo pseudo-ciencia barata a nada que no se le parezca lo suficiente, no vaya a ser que el tema en cuestión sea ciencia de verdad y yo, por listo, no me esté dando cuenta.
Por cierto, a mi el artículo si me gusta.
PESOS Moto: 160kg Coche: 1600kg -> energía cinética 10 veces mayor.
TIEMPOS Moto: abre y cierra los dedos de la mano Coche: levanta la pierna, muévela a la izquierda, bájala
Y, como decían en el 123, hasta aquí puedo leer.
Yo solo sé que hace 5 días he hecho 1000 km y lo que más peligro tiene en la carretera son los marroquies/argelinos que van con las furgonetas cargadas que ni se ve lo que hay dentro y rozando el límite de altura de la cantidad de bultos que ponen en el techo. Y encima van cometiendo infracciones que dan miedo, "ahora salgo de la autopista, ah no, mejor sigo, bueno salgo, no no en esta salida no" y tú detrás intentando averiguar si va a salir o no, y en el mejor de los casos solo te obliga a dar un volantazo para esquivarlo cuando después de hacer el amago de salir se te vuelve a meter de golpe delante.
No sé si es la ruta de la autopista AP7 que viene de la frontera y baja hasta Málaga y Almería y por eso hay tantos que se dirigen por aquí a coger los barcos para África, pero los hay a miles y todos sin excepción van cometiendo imprudencias. ¿No debería estar prohibido llevar el vehículo tan cargado? ¿Les venden el carnet de conducir en su país por un módico precio? ¿Cuántas horas llevan al volante cuando llegan a España? Y ya no hablemos de parar en un área de servicio! son suyas! especialmente la de Sagunto por dios! Es como ver la película aquella de la conquista del oeste, todo lleno de furgonetas hasta donde alcanza la vista y la gente tirada en el suelo durmiendo, y entras al lavabo y lo primero que ves es como se lavan los pies en el lavamanos, todos con la pierna subida para arriba y claro un palmo de pseudo-agua en el suelo.
En fin, siento decirlo aquí pero es que eso es lo que más miedo me ha dado y me da cada año de conducir muchos km. De nada sirve que yo no corra y guarde distancias si de repente se te echa encima una mole de algo parecido a un coche con 5 colchones encima del techo y varios pies descalzos saliendo por las ventanas de entre los bultos. ¡Pa que te dé un infarto vamos!
Está muy bien, pero de todas formas todo lo que expones tiene quizás menos que ver con el "controlar la velocidad", ya que supones que cuando hablan de disminuir la velocidad en las campañas se están preocupando de la fuerza del impacto. En realidad el tema no va de impactos sino de la capacidad de reacción, de percepción de estímulos peligrosos, pensar hacia dónde vas y qué hay allí...
Las campañas o tu madre/abuela que te dice "no corras" no pretenden que te des la ostia con relativa suavidad, pretenden que no te la des porque tengas tiempo de anticiparte. Así que a parte de todo lo que has puesto le venía bien al artículo algo de psicología relacionado con tiempos de reacción.
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