Vela Conversaciones entre Newton y Bernouilli

[Garbinet]

Originalmente publicado por SSI

Garbintet


Para ti la pelota !

Tienes toda la razón ....pido disculpas .....

No te pongas así, es una discusión razonada, hombre.

[Garbinet]

Originalmente publicado por Zephyros

He visto el vídeo Garbinet, está gracioso sí, con esa presión (fuerza del viento aplicada cuando soplas por centímetro cuadrado) si lo extrapolas al tamaño de la vela tendríamos poco menos que un huracán y si le pones alerones eso vuela en cualquier rumbo, seguro jajajaja

Me remito a mi mensaje anterior, en mi opinión son cosas distintas. En el tema de la cuña la cara de sotavento aseguras que no tiene rozamiento y no afecta para nada su geometría y en la vela sí. Creo que es un claro ejemplo de empuje por coj*++es digo le pongo un cañón de viento y se mueve por choque de partículas sobre su superficie, pero repito creo que esto es otra cosa.

Pero gracias por la aportación, a ver qué opinan otros cofrades

Ya pero ten en cuenta que el rozamiento de la cuña sobre la mesa
es también mayor que el del barco sobre el agua, por lo que también
se necesita mayor viento para moverlo.

Por otro lado tengamos en cuenta que para mí la
explicación son DOS efectos combinados: presión + desplazamiento de aire hacia atrás;
no sólo uno.

Si puedes, prueba el experimento de la cuña soplando desde varios
ángulos y verás que soplando a la cuña de ceñida, también se
mueve hacia adelante.

Luego, trata de explicar según tu teoría las diferencias de velocidades de los rumbos.

[Zephyros]

Originalmente publicado por SSI

Zephyros !

Por favor responde a mis preguntas ! Si no me beberé tu botella de la calavera ....

Quien ganaría la regata ?

Xq las jefas .......?

Pues mira creo que ganaría el italiano Venturi , con su palique e invitando a copichuelas fresquitas , se llevaría de calle a las jefas. Mientras, los demás preocupados por el trimado de las velas y cómo funcionan


Gana el italiano seguro

[Kane]

A ver, Garbinet. Razonando.

El través no es el rumbo más rápido. ¿Por qué? Porque un velero rápido se frena al navegar de través. ¿Has oído hablar del viento aparente?

Creo que deberías definir qué es para tí navegar de través. ¿Por qué? Porque gracias al viento aparente, a partir de una velocidad dada (precisamente cuando la velocidad del velero iguala la velocidad del viento real), ya no puede navegar de través, porque el viento le viene más de proa. para volver a coger el través tiene que frenar hasta que su velocidad disminuye por debajo de la del viento real. En conclusión, un velero que es capaz de navegar más rápido que el viento (y te aseguro que los hay), es más rápido en ceñida que al través. Otra cosa es tu esperpéntica cuña o tu Biscuter (Laser). Y que conste que tengo uno.

¿Cómo lo ves? ¿Suficientemente razonado?

Edito: Y si con veleros (barcos) no te aclaras bien, te puedes ir a los veleros sobre hielo, esos bichos si que corren con el viento casi de proa.

Vuelvo a editar: También puedes ponerle a tu Laser unos hidrofoils y verás lo que es bueno. eso sí, tendrás que cambiar la vela.

[Garbinet]

Para los que sí estáis interesados en este tema, os resultará
interesante la lectura de este artículo sobre cómo vuelan
los aviones.

Este sí está escrito y razonado por un físico de verdad (no como nosotros).


http://www.lapizarradeyuri.com/2010/...uela-un-avion/

Seguro que podemos extrapolar cosas al caso de los veleros.

[Kane]

Ese artículo está bien para tí. Pero me viene al pelo: ¿Por dónde le viene el viento a un avión a pongamos 2 mach, que ya es rapidillo? ¿Vuela al través?

[doctaton]

Yo lo que no entiendo es, por qué cada vez que salen temas parecidos y algún cofrade hace un aporte que no se corresponde con el parecer general, se lo increpa o incluso ridiculiza.
Creo que es una discusión muy interesante, que debe ser razonada, por lo que las opiniones viscerales están fuera de lugar.
También creo que lo que opina el cofrade Garbinet es muy interesante y puede, al menos en parte, explicar este fenómeno de interacción vela-viento.
Termino con una pregunta.
Garbinet, comentas que la resistencia mesa-cuña, es el símil a la ejercida por la orza, sin embargo, no termino de verlo claro. En tu ejemplo, la resistencia cuña-mesa tiene un vector perpendicular al del viento (90° con el viento de través) que se opone al avance de la cuña sobre la mesa (para entendernos, tu soplas de arriba a abajo y la resistencia de la mesa es de izquierda a derecha).
En el caso del velero, eso no es así. La resistencia de la orza, tiene el mismo vector, pero con sentido opuesto (180° con el viento de través), por lo que no se opone al avance del velero, sino a su deriva (el viento sopla de derecha a izquierda digamos, y la orza genera una resistencia de izquierda a derecha).
Seguramente soy yo, quien no acaba de verlo.
Podrías explicarlo?
Gracias por tus aportes.
Hyundai

[SSI]

No es necesaria una licenciatura en fisica …..

Algunas licenciaturas , diplomaturas o doctorados de otras ramas también estudian estos fenómenos….

En tu experimento la ley que aplicas es la 3º ley de Newton (el principio de acción y reacción ) mas en concreto donde habla del empuje . Tu experimento empujas por arriba (da igual el ángulo que aplique al soplido ) y obtienes una reacción ( el movimiento de avance ) determinado por la inclinación del plano sobre el que soplas y la fuerza con la que lo haces ….

Como bien dice en tu enlace el efecto Venturi es incompleto para explicar el efecto de la sustentación ….. (Venturi)que viene a explicar que un liquido o gas que circula por un conducto a una determinada velocidad y presión …..cuando el conducto reduce el diámetro …. el liquido o gas sufre un aumento de la velocidad de paso y una reducción de la presión …… ( es mas extenso pero con esto vale)

Es incompleto xq un ala o vela no es un conducto…..

El el caso de una superficie alar ( una vela ) es este objeto el que se desplaza por el fluido y este fluido …. y la diferencia de velocidad de paso por las dos caras es la que provoca la sustentación ….

El caso de los vuelos invertidos de los aviones comentados en el articulo que enlazas …..no todos los aviones tiene la capacidad de realizarlos ….deben de estar preparados para ello (mecánicamente y aerodinámicamente ). Llevan unas alas de diseño "especial" que provocan sustentación en ambas caras ….

Volviendo a los veleros …


En tu exposición inicial aplicas el mismo principio para cualquier rumbo …través , ceñida , aleta ….

Cabe matizar que de través a popa (de viento aparente….Kane ) la velas trabajan en modo arrastre 2º Ley de Newton. Una fuerza aplicada sobre un objeto parado o en movimiento provoca una aceleración o deceleración si el sumatorio de fuerzas es negativo o positivo.

Cuando un velero navega del través a su limite de ceñida (de viento aparente….Kane vuelve a ir por ti ) las velas trabajan en modo sustentación ……efecto definido por Bernouilli ….la diferencia de velocidad de paso de un objeto (con una forma concreta "alar" ) provoca un efecto de sustentación …

En el caso de un velero el efecto de la orza que evita que el barco abata ayuda al avance del mismo ….

[SSI]

Y haciendo un esbozo rápido sobre los aviones y los cohetes ….

Un cohete aplica el efecto de reacción de un chorro de gases que sale por su parte posterior y lo hace avanzar en el sentido opuesto a la dirección de salida de los gases ….

En un avión a reacción el avión avanza por la depresión que se crea en la parte delantera de la turbina ….

Lo que veis cuando miráis la parte delatare de la turbina de un avión "comercial" es el llamado "FAN" que es accionado por la turbina …..este " FAN "
provoca una depresión en la parte delantera de la turbina y una sobre presión en la parte trasera que provoca el avance del avión ….y son las alas las que provocan la sustentación de este ….

No mezclemos aviones , cohetes , veleros y velocidades supersonicas xq el pollo puede ser la leche ….

[Zephyros]

[Garbinet]

Gracias por tu apoyo.

Trato de responderte. En el croquis de la cuña es como si estuviéramos
mirando el barco desde la punta del mástil hacia abajo. La hipotenusa
es la vela, su punto más alto es la zona del grátil y el más bajo el
de la baluma. El cateto de abajo seria la orza.

En el video es lo mismo, excepto que al soplar estamos viendo el barco
de través. Ahi he escrito donde estaría el grátil y la baluma.

Pues eso: al soplar la interacción "cateto de abajo/mesa" evita
que la cuña se hunda en la mesa y sólo deja libre para moverse
la dirección horizontal. Por tanto: hace de orza.

Por otro lado el rozamiento cateto de "abajo/mesa" también
frena a la cuña, pero no lo suficiente. Igual ocurre con
el rozamiento entre el conjunto orza+casco y agua en los barcos.

(En relación con esto, en vela ligera en rumbo de popa, tenemos
que levantar la orza, ya que ahí no hay ninguna deriva que evitar
y así se reduce el rozamiento).

Saludos

Originalmente publicado por doctaton

Yo lo que no entiendo es, por qué cada vez que salen temas parecidos y algún cofrade hace un aporte que no se corresponde con el parecer general, se lo increpa o incluso ridiculiza.
Creo que es una discusión muy interesante, que debe ser razonada, por lo que las opiniones viscerales están fuera de lugar.
También creo que lo que opina el cofrade Garbinet es muy interesante y puede, al menos en parte, explicar este fenómeno de interacción vela-viento.
Termino con una pregunta.
Garbinet, comentas que la resistencia mesa-cuña, es el símil a la ejercida por la orza, sin embargo, no termino de verlo claro. En tu ejemplo, la resistencia cuña-mesa tiene un vector perpendicular al del viento (90° con el viento de través) que se opone al avance de la cuña sobre la mesa (para entendernos, tu soplas de arriba a abajo y la resistencia de la mesa es de izquierda a derecha).
En el caso del velero, eso no es así. La resistencia de la orza, tiene el mismo vector, pero con sentido opuesto (180° con el viento de través), por lo que no se opone al avance del velero, sino a su deriva (el viento sopla de derecha a izquierda digamos, y la orza genera una resistencia de izquierda a derecha).
Seguramente soy yo, quien no acaba de verlo.
Podrías explicarlo?
Gracias por tus aportes.
Hyundai

[Garbinet]

Originalmente publicado por Zephyros

Qué malo eres, ya se que tengo la Física bastante oxidada

Sólo decir que un documento de trabajo de un "físico de verdad" tiene la pinta del que te pongo enlazado.

garf.ub.es/milenio/img/Navier-Stokes.pdf

El resto es divulgación y no hay texto que satisfaga a todo el mundo por tanto quien escribe busca la mejor manera de llegar a un "público objetivo" pero no se puede llegar a todo el mundo

Bueno, no sé si tú eres físico. Yo no lo soy, y no teniendo ni J de las ecuaciones de Navier-Stokes.

Lo que quería decir con la pizarra de Yuri es que él sí lo es y que sus artículos
de divulgación del tema de aviones y de otros muchos son muy reputados
y muy muy recomendables.

En el artículo de Yuri, él aboga porque en el caso de los aviones su sustentación viene decisivamente de la cantidad de aire desplazado hacia abajo "downwash" (con algún aporte residual por otro efecto), y en ningún caso por efecto de succiones o de diferencia de velocidades entre las dos caras del ala.

Creo que está diciendo lo mismo que tú decías, Zephyros.

Saludos

[AXN]

http://es.m.wiki2.org/wiki/Archivo:Karman_trefftz.gif

A mi el efecto ventury me convence. Mayor separación de las moléculas en el extradós significa menor presión.

[Kane]

SSI. Estás rebatiéndome cosas que yo no he afirmado. Solamente he razonado para justificar que el rumbo de través (con el viento aparente) es más lento que en ceñida (con el viento aparente), y que pasado un límite ya no puede ir de través (con el viento aparente, naturalmente), porque el aparente le viene a menos de 90º del través y tiene que frenar para poder poner el aparente al través. Virando (arribando) no puede conseguirlo. Además le he preguntado a Garbinet, no a tí, que supongo lo sabes perfectamente, como yo, que me defina qué es para él navegar de través. Porque creo que no lo tiene muy claro.

[Zephyros]

Originalmente publicado por Garbinet

Bueno, no sé si tú eres físico. Yo no lo soy, y no teniendo ni J de las ecuaciones de Navier-Stokes.


Creo que está diciendo lo mismo que tú decías, Zephyros.

Saludos

Sí, entre físicos no nos pisamos la manguera

[Garbinet]

Estamos de acuerdo en todo, excepto en que la
sustentación la provoque el efecto Bernoulli.

Yo ahí le doy la razón a Yuri: downwash.

Saludos

Originalmente publicado por SSI

No es necesaria una licenciatura en fisica …..

Algunas licenciaturas , diplomaturas o doctorados de otras ramas también estudian estos fenómenos….

En tu experimento la ley que aplicas es la 3º ley de Newton (el principio de acción y reacción ) mas en concreto donde habla del empuje . Tu experimento empujas por arriba (da igual el ángulo que aplique al soplido ) y obtienes una reacción ( el movimiento de avance ) determinado por la inclinación del plano sobre el que soplas y la fuerza con la que lo haces ….

Como bien dice en tu enlace el efecto Venturi es incompleto para explicar el efecto de la sustentación ….. (Venturi)que viene a explicar que un liquido o gas que circula por un conducto a una determinada velocidad y presión …..cuando el conducto reduce el diámetro …. el liquido o gas sufre un aumento de la velocidad de paso y una reducción de la presión …… ( es mas extenso pero con esto vale)

Es incompleto xq un ala o vela no es un conducto…..

El el caso de una superficie alar ( una vela ) es este objeto el que se desplaza por el fluido y este fluido …. y la diferencia de velocidad de paso por las dos caras es la que provoca la sustentación ….

El caso de los vuelos invertidos de los aviones comentados en el articulo que enlazas …..no todos los aviones tiene la capacidad de realizarlos ….deben de estar preparados para ello (mecánicamente y aerodinámicamente ). Llevan unas alas de diseño "especial" que provocan sustentación en ambas caras ….

Volviendo a los veleros …


En tu exposición inicial aplicas el mismo principio para cualquier rumbo …través , ceñida , aleta ….

Cabe matizar que de través a popa (de viento aparente….Kane ) la velas trabajan en modo arrastre 2º Ley de Newton. Una fuerza aplicada sobre un objeto parado o en movimiento provoca una aceleración o deceleración si el sumatorio de fuerzas es negativo o positivo.

Cuando un velero navega del través a su limite de ceñida (de viento aparente….Kane vuelve a ir por ti ) las velas trabajan en modo sustentación ……efecto definido por Bernouilli ….la diferencia de velocidad de paso de un objeto (con una forma concreta "alar" ) provoca un efecto de sustentación …

En el caso de un velero el efecto de la orza que evita que el barco abata ayuda al avance del mismo ….

[Zephyros]

Originalmente publicado por AXN

http://es.m.wiki2.org/wiki/Archivo:Karman_trefftz.gif

A mi el efecto ventury me convence. Mayor separación de las moléculas en el extradós significa menor presión.

El caso del efecto Venturi es que es distinto al del ala y al de la vela. Venturi se explica como resultado de las ecuaciones de Bernouilli pero en el caso de fluidos dirigidos dentro de conductos cerrados, simplemente no es el caso aunque parecido y tiene todo su valor físico, pero aplicado a otras cosas.

[AXN]

Que es el downwash? Lo intuyo pero necesito luz.

[Garbinet]

Originalmente publicado por AXN

Que es el downwash? Lo intuyo pero necesito luz.

Entiendo que es la cantidad de aire al que el ala o la vela le cambia
el recorrido.

En el caso del avión moviéndose no es directamente hacia abajo, como en el caso del helicóptero parado, sino oblicuo
como en la animación que citas.





Entrada en la wikipedia en inglés:

https://en.wikipedia.org/wiki/Downwash

[Zephyros]

Originalmente publicado por Garbinet

Estamos de acuerdo en todo, excepto en que la
sustentación la provoque el efecto Bernoulli.

Yo ahí le doy la razón a Yuri: downwash.

Saludos

En la última parte de la historia comento algo que os puede sacar de dudas, no es un efecto u otro, son dos formas de explicar la realidad física. Una desde el punto de vista de dinámica de fluidos y conservación de la energía (Bernouilli) y el otro por las ecuaciones de Newton para explicar que es la desviación de grandes volúmenes de aire lo que provoca una fuerza de reacción contra la vela que es la que produciría la sustentación además del arrastre.

Es que no me leéis

Las dos respuestas son válidas. La Física a través de las matemáticas trata de explicar la realidad y a veces hay varias formas de hacerlo con igual corrección.

[AXN]

Estoy de acuerdo. Entonces hay forma de cuantificar la fuerza ejercida por diferencia de presiones (Bernouilli relación de velocidades) Vs fuerza por desvío de masa de aire (Newton masa aceleración ). Cuál "pesará" mas? Supongo que dependiendo del rumbo....

[Garbinet]

OK, ok.

Entonces:

¿podemos llegar al consenso que hay 2 efectos simultáneos responsables de la propulsión de una vela?

1. Downwash (aire desplazado de su trayectoria habitual por la vela) (Newton según Yuri)
2. Empuje directo (Newton)

Según el ángulo entre el rumbo y el viento aparente esos efectos contribuyen
de forma diferente al avance del barco, lo cuál explica las distintas velocidades
de un barco según el ángulo entre su rumbo y el viento real.

Originalmente publicado por Zephyros

En la última parte de la historia comento algo que os puede sacar de dudas, no es un efecto u otro, son dos formas de explicar la realidad física. Una desde el punto de vista de dinámica de fluidos y conservación de la energía (Bernouilli) y el otro por las ecuaciones de Newton para explicar que es la desviación de grandes volúmenes de aire lo que provoca una fuerza de reacción contra la vela que es la que produciría la sustentación además del arrastre.

Es que no me leéis

Las dos respuestas son válidas. La Física a través de las matemáticas trata de explicar la realidad y a veces hay varias formas de hacerlo con igual corrección.

[Kane]

[SSI]

Kane …….no te rebatía nada (los dos opinamos lo mismo) ……solo resaltaba tu importantísimo apunte sobre la diferencia entre viento real y aparente .

Y yo también

[Garbinet]