Principio de Pascal, Ejercicio 4, Presionando el freno de un automóvil

Summary

Este ejercicio de física aplica el principio de Pascal para calcular la fuerza transmitida a cada zapata del freno en un automóvil. A través de la presión transmitida por el sistema de frenos hidráulicos, se analiza cómo la fuerza aplicada al pedal de freno se transfiere a los pistones y luego a las zapatas en los neumáticos, que ejercen la presión necesaria para detener el vehículo. Usando fórmulas matemáticas y principios de física, se determina la fuerza transmitida a cada zapata de freno, que resulta ser de 1133,65 N por zapata.

Takeaways

• 😀 La ley de Pascal se aplica en este ejercicio relacionado con los frenos de un coche.
• 😀 Al presionar el pedal del freno, se ejerce una fuerza de 150 N sobre el pistón de la bomba de frenos.
• 😀 El diámetro del pistón de la bomba de frenos es de 4 cm.
• 😀 Esta fuerza provoca que los zapatos de freno presionen el tambor de freno en las cuatro llantas del coche.
• 😀 Cada llanta tiene dos zapatos de freno y cada uno tiene un área de contacto de 95 cm² con el tambor de freno.
• 😀 La presión que se transmite desde el pistón de la bomba de frenos es igual en todas las partes del sistema, según la ley de Pascal.
• 😀 La presión en el pistón de la bomba de frenos (punto 1) es igual a la presión en los zapatos de freno (punto 3).
• 😀 Se calcula que el área del pistón de la bomba de frenos es 12.57 cm², usando su diámetro de 4 cm.
• 😀 Usando la ley de Pascal, la fuerza transmitida a cada zapato de freno es de 1,133.65 N.
• 😀 Si se calculara la fuerza total en los ocho zapatos de freno, sería 9,069.2 N, ya que hay 8 zapatos en total (2 por llanta y 4 llantas).

Q & A

¿Qué principio físico se aplica en este ejercicio?

El ejercicio se basa en el Principio de Pascal, que establece que una presión aplicada en un fluido confinado se transmite de manera igualitaria a todas las partes del fluido.

¿Qué datos se proporcionan sobre la fuerza aplicada en el pedal del freno?

Se indica que la fuerza aplicada en el pedal del freno es de 150 N.

¿Cuál es el diámetro del pistón de la bomba de freno?

El diámetro del pistón de la bomba de freno es de 4 cm.

¿Qué área se menciona en relación con los zapatos de freno?

Se menciona que el área de contacto de cada zapato de freno con el tambor de freno es de 95 cm².

¿Cómo se distribuye la fuerza aplicada entre los zapatos de freno?

La fuerza aplicada se distribuye uniformemente entre los zapatos de freno, y dado que hay dos zapatos por cada llanta y cuatro llantas, la fuerza se aplica a ocho zapatos en total.

¿Cómo se calcula el área del pistón de la bomba de freno?

El área del pistón de la bomba de freno se calcula usando la fórmula del área de un círculo: A = π * r², donde el radio (r) es la mitad del diámetro, es decir, 2 cm.

¿Qué sucede cuando se aplica la fuerza al pedal de freno según el principio de Pascal?

Cuando se aplica la fuerza al pedal de freno, esta fuerza genera una presión que se transmite a través del fluido hacia el pistón de la bomba de freno, y esta presión se transmite de manera igualitaria a cada zapato de freno en cada llanta.

¿Cuál es la fórmula utilizada para aplicar el Principio de Pascal entre los puntos 1 y 2?

La fórmula utilizada es: P1 = P2, donde P1 es la presión en el primer punto (en el pistón de la bomba de freno) y P2 es la presión en el segundo punto (en los zapatos de freno), lo que se expresa como F1/A1 = F2/A2.

¿Por qué se menciona que se pueden eliminar los términos '8' en la ecuación?

Se eliminan los términos '8' ya que, aunque el sistema involucra ocho zapatos de freno (dos por llanta y cuatro llantas), el número de zapatos se distribuye de manera uniforme en la ecuación, simplificando el cálculo.

¿Qué fuerza se calcula al final del ejercicio para cada zapato de freno?

La fuerza calculada para cada zapato de freno es de aproximadamente 1,133.65 N.