Dinámica 5: Histéresis del neumático

Summary

Este video analiza la histéresis, una propiedad fundamental de los neumáticos que influye en la cantidad de energía que se pierde al deformar y liberar un material elástico. Explica cómo afecta el rebote y el agarre de las gomas en diversas situaciones, como la resistencia a la rodadura y el agarre lateral al deslizarse en curvas. El video utiliza ejemplos como una pelota de golf y una de goma para ilustrar el concepto de histéresis, resaltando que una mayor histéresis implica mayor absorción de energía y un mejor agarre lateral en neumáticos de competición.

Takeaways

• ⚙️ La histéresis mide el porcentaje de energía que se pierde cuando un material elástico se deforma y regresa a su forma original.
• 🎯 Los materiales con baja histéresis, como la pelota de golf, devuelven casi toda la energía, mientras que materiales con alta histéresis, como una pelota de goma, pierden más energía.
• 🏀 La histéresis y el rebote son conceptos opuestos: menor histéresis significa mayor rebote, y mayor histéresis significa menor rebote.
• 🔧 La dureza de una goma no siempre está relacionada con su histéresis, por lo que una goma blanda puede tener diferentes niveles de rebote.
• 🛞 En neumáticos, la histéresis influye en la resistencia a la rodadura y el agarre lateral: mayor histéresis aumenta la resistencia y el agarre.
• 🔥 La energía perdida debido a la histéresis generalmente se transforma en calor y sonido durante la compresión y expansión del neumático.
• 🚗 Un neumático con alta histéresis ofrece mayor agarre lateral, lo que es útil en competiciones donde se prioriza el control sobre la durabilidad.
• 🌊 La goma con alta histéresis tarda en adaptarse a las irregularidades del asfalto, lo que mejora el agarre lateral al ejercer más presión en la vertiente exterior del terreno.
• 💡 El fenómeno de la viscoelasticidad, como en colchones viscoelásticos, también se observa en gomas, donde tardan en recuperar su forma original.
• 🔄 Neumáticos con baja histéresis rellenan las irregularidades del asfalto de forma más simétrica, ofreciendo menor agarre mecánico.

Q & A

¿Qué es la histéresis en el contexto de los neumáticos?

La histéresis mide qué porcentaje de energía se pierde cuando un material elástico, como la goma de los neumáticos, se deforma y luego vuelve a su forma original al dejar de aplicarle fuerza.

¿Cómo se relaciona la histéresis con el grado de rebote?

La histéresis y el grado de rebote son conceptos antagónicos; una alta histéresis implica un bajo grado de rebote y viceversa. Esto significa que un material con alta histéresis absorberá más energía y rebotará menos.

¿Cómo se puede medir la histéresis de un material?

Se puede medir la histéresis mediante pruebas experimentales en las que se deja caer una muestra de goma desde una determinada altura y se mide hasta qué altura rebota. Un menor rebote indica una mayor histéresis.

¿Por qué es importante la histéresis en los neumáticos?

La histéresis es importante porque afecta la resistencia a la rodadura y el agarre lateral de los neumáticos. Un neumático con alta histéresis pierde más energía en forma de calor, aumentando la resistencia a la rodadura, pero también puede ofrecer mayor agarre lateral.

¿Cómo afecta la histéresis a la resistencia a la rodadura de un neumático?

Un neumático con alta histéresis perderá más energía al comprimirse y expandirse durante la rodadura, lo que se traduce en una mayor resistencia a la rodadura y una menor eficiencia energética.

¿Cómo influye la histéresis en el agarre lateral de un neumático?

Un neumático con alta histéresis ofrece mayor agarre lateral porque la goma tarda un poco en recuperar su forma, lo que permite que ejerza más fuerza en la dirección del movimiento lateral.

¿Qué diferencia hay entre una goma con alta y baja histéresis en términos de rebote?

Una goma con alta histéresis tiene un bajo rebote y absorbe más energía, mientras que una goma con baja histéresis tiene un alto rebote y devuelve casi toda la energía recibida.

¿Es cierto que una goma blanda siempre ofrece más agarre?

No necesariamente. La dureza de la goma no siempre se correlaciona con el agarre. Una goma blanda puede tener una histéresis mayor o menor, lo que afecta su grado de rebote y, por ende, su agarre.

¿Cómo se relaciona la histéresis con la viscoelasticidad?

La histéresis está relacionada con la viscoelasticidad, que es la capacidad de un material de recuperar su forma original con un retardo. Esto se observa en materiales como los colchones viscoelásticos, que tardan un poco en volver a su forma original.

¿Por qué es importante el retardo en la recuperación de la forma de la goma en los neumáticos?

El retardo en la recuperación de la forma de la goma, debido a la histéresis, es crucial para el agarre lateral. Permite que la goma ejerza más fuerza en la dirección del movimiento, mejorando el agarre mecánico en situaciones de deslizamiento lateral.