PROYECTO: EL AUTOMÓVIL PRIMERA UNIDAD FISICA III

...

Transformación de la energía. La energía no se crea ni se destruye sólo se transforma; en un automóvil existen diferentes transformaciones de la energía, el principal ejemplo se encuentra en la gasolina que es una energía química, al entrar a la combustión en el motor se vuelve una energía cinética.

Motor. Los motores realizan trabajo al hacer que las cosas se muevan, pero algunos pueden efectuar trabajo con mayor rapidez que otros, y todos gastan una cantidad de energía en este proceso; se puede decir que el motor es lo que brinda al automóvil la energía (a parte de la batería), haciendo vital su presencia y aplicando mucho de los conceptos anteriores.

Trabajo realizado. Un motor realiza un trabajo útil con parte de la energía que se le proporciona, el trabajo útil efectuado de un motor se llama trabajo realizado.

Presión atmosférica. La presión atmosférica actúa en todas direcciones y se hace menor a medida que se va ascendiendo, imaginando que la atmósfera es una masa de agua ejerciendo presión, sin embargo la atmósfera es mucho más densa en los puntos inferiores; en los frenos de vacío la presión atmosférica se aplica a través de un pedal, impulsando aire y brindando mayor fuerza al frenado.

Pilas y baterías. Las pilas y baterías se usan para proporcionar energía eléctrica a toda una variedad de cosas, estas producen cargas en forma en forma de electrones cuando tienen lugar reacciones químicas en su interior.

Desarrollo.

Para entender un automóvil en el ámbito de física, tenemos que tomar en cuenta que éste automóvil puede realizar muchos conceptos relacionados con esta ciencia, sin embargo en esta ocasión nos concentraremos más en lo que está en su interior, concentrándonos en el motor creado por Nikolaus August Otto en 1877, el motor de cuatro tiempos.

Motores. [pic 3]

Desde la prehistoria se habían visto pequeñas especies de motores con el pistón de fuego, se podría decir que un motor transforma un combustible energético en energía cinética; el trabajo de un motor consiste en producir movimiento, los motores de gasolina y de diésel utilizan la energía química almacenada es sus combustibles; los motores eléctricos hacen uso de la energía proporcionada por un generador o por una batería.[pic 4]

Motor de gasolina en cuatro tiempos.

A continuación se muestran las cuatro etapas del funcionamiento de un tipo de motor de gasolina de un solo cilindro. Cada movimiento ascendente o descendente del pistón se llama tiempo; en el primer tiempo el pistón se mueve hacia abajo para enviar una mezcla de aire y gasolina al interior del cilindro. En el segundo tiempo se mueve hacia arriba para comprimirla, en el tercer tiempo el pistón es empujado con fuerza hacia abajo cuando una chispa de la bujía enciende la mezcla, en el cuarto tiempo el pistón se mueve hacia arriba para expulsar los gases quemados hacia afuera del cilindro. Las dos válvulas se cierran y se abren a tiempos adecuados para que pueda entrar una mezcla nueva, sellar el cilindro o permitir la salida de los gases quemados.

El cigüeñal del motor recibe un impulso giratorio sólo durante el tiempo de potencia. Un volante pesado, sujeto al cigüeñal, mantiene el motor girando durante los otros tres tiempos que son necesarios para que el motor deseche los gases quemados y prepare mezcla fresca para la combustión.

[pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21][pic 22][pic 23][pic 24]

Frenos.

Los frenos pueden llegar a ser una de las partes más importantes del vehículo, teniendo una historia que inicia en el siglo XIX el sistema de frenos que utilizaban los automóviles consistía en una guaya que, al accionarse desde el pedal del freno, bloqueaba la rueda para lograr la detención del vehículo.[pic 25][pic 26]

En esta ocasión hablaremos del sistema de los frenos de vacío y de la fricción existente en los frenos.

Frenos de vacío.

En muchos automóviles, la presión atmosférica se utiliza para aplicar una fuerza adicional a los frenos. La esencia del sistema de frenos de potencia la construyen el pistón y el cilindro.

[pic 27][pic 28][pic 29]

[pic 30][pic 31][pic 32]

El motor actúa como una bomba de vacío y extrae el aire de ambos lados del pistón. Al empujar el pedal de los frenos, se abre una válvula que permite la entrada de aire en el cilindro, pero sólo en el lado derecho del pistón. La diferencia de presión en el cilindro empuja el pistón hacia la izquierda. Esto da a los frenos una potencia mayor de la que se produciría si sólo se aplicara fuerza del pie.

Fricción en los frenos.

La fricción se produce de dos maneras, en primer lugar las superficies más ásperas tienen salientes y protuberancias que se traban entre sí. En segundo lugar todos los materiales están compuestos de moléculas, las cuales suelen pegarse entre sí cuando los objetos se presionan unos con otros.

La fricción evita que la maquinaria se mueva libremente, también hace que se caliente cualquier pieza en movimiento. Para reducir la fricción las llantas a menudo están montadas sobre cojines de balines o de cilindros y se utiliza aceite para hacer que las superficies en movimiento se hagan más escurridizas, aprovechando la fricción se utilizan frenos de disco para frenar vehículos en movimiento. Reduciendo la fricción las ruedas giran alrededor de cojines de bolas engrasados.

Baterías de automóviles.

La primera batería de automóvil se cree que fue inventada a mediados de250 a.C., esta consistía en una vasija con cilindros de cobre junto una barra de hierro, por otro lado la primera batería moderna fue inventada por Alessandro Volta en 1800, la primer batería de plomo ácido fue inventada por Gaston Plante en 1860 y hace pocos años fue inventada la primer batería para automóviles eléctricos la cuál ha sido mejorada por diferentes marcas automovilísticas, esta sirve para alimentar el arranque del motor, aunque las más modernas sirven para no sólo eso sino para simplemente accionar el vehículo. [pic 33]

Una batería de automóvil consta de seis pilas de series, la batería proporciona corriente para que el motor arranque y otros accesorios eléctricos