Vela ¿De dónde tira la vela?

[Knot]

Si que he visto los esquemas que pusiste, me he leido todos los posts.

Primero, quiero resaltar que estoy analizando el problema sólo de forma estática. Así que las fuerzas que pueda haber cuando quires desplazar el escotero de momento no las he analizado.

Aclarado la forma de análisis, puedes hacer las descomposiciones como quieras, pero siempre tienes que anular las fuerzas. De modo que tienes que tener en cuenta que para un ángulo de escota, comprendido entre 0º y 89,99º, es imposible que transmita ninguna fuerza horizontal al carro de la escota; puesto que has dicho que no tengamos en cuenta rozamientos de la roldana del carro.

Porque no puede transmitir esfuerzos horizontales una roldana, a excepción del rozamiento, cuando la fuerza tira en un angulo entre 0 y 89,99º? Espero que entiendas el siguiente razonamiento:
1. Vas por la autopista a 120, perdón, 110.
2. Embragas el motor.
3. ¿Cómo lo haces para frenar el coche, y que por lo tanto, las RUEDAS puedan transmitir una fuerza horizontal para detener el coche?

Respuesta: Pisas el pedal del freno. Que no es ni más ni menos que aumentar la fricción en la rueda.
Como ves, si no pisas el pedal del freno, teóricamente seguirías en movimiento rectilinio uniforme (MRU). Como sabemos que en la práctica no es así, se explica por la fricción que siempre existe en las ruedas y por el rozamientod el aire en el coche.

Espero no haber liado más aun la cosa, pero no sabia como explicarte porque -teoricamente- en el caso que nos ocupa, y analizándolo sólo de forma estática, la roldana del carro del escotero no puede transmitir esfuerzos horizontales.
En resumen: como no puede transmitir esfuerzos horizontales, la descomposición que has hecho, no es posible.

Si quieres, podemos analizárlo de forma dinámica, pero te advierto que no se mucho de dinámica.

[Piratacojo]

En verdad se trata de un sistema estatico. El barco se mueve porque la vela no puede.
Y lo que el barco quiere es pararse.

[Zephyros]

Originalmente publicado por Piratacojo

En verdad se trata de un sistema estatico. El barco se mueve porque la vela no puede.
Y lo que el barco quiere es pararse.

Sí, en el subsistema que analizamos tiene que haber equilibrio entre las fuerzas de otra forma las piezas se moverían, o saltarían...

Estudiamos un equilibrio de fuerzas dentro de un sistema donde todas las fuerzas que tenemos son internas y no hay movimiento relativo entre las piezas. Si cambiamos de sistema de referencia nos aparecen fuerzas externas como la que tira de la vela y las de rozamiento y tenemos movimiento (el barco completo, incluyendo velas)

[sintripulación]

lo siento knot, y gracias por tu aportación, pero zephyros tiene razón...

el problema como está planteado, no tiene solución, falta considerar que la roldana NO tiene que girar!!!

de esta forma se llega a la conclusión (planteando el equilibrio), que lo que se lleva el winche es lo mismo que lo que tira la vela!!! como dice zephiros...

por otra parte, el escotero, debe aguantar una fuerza vertical y hacia arriba de:

T * sen (alfa)

T: tracción en el cabo provocada por la vela
alfa: ángulo de la escota con la cubierta

además, debe aguantar una fuerza horizontal y hacia popa de:

T * (1-cos (alfa))

se aprecia que cuanto más vertical sea el tiro de la vela, más tendrá que trabajar el escotero hacia popa para aguantar el cabo... asunto que se intuye fácilmente, por otra parte!!!

emi _/) *

[la sirena]

Saludos y una rondita para los sesudos navegantes, creo a mi humilde entender que quizas la respuesta mas fina es la de Edu, es la suma de las fuerzas que llevan al avance, realmente es la cubierta y la jarcia fija las que soportan y realizan el avance y como ejemplo tomad la navegacion de una goleta clasica(sirve tambien cualquier otro tipo de embarcacion de mas de 1 siglo) sacad las vectoriales de como se movian y vereis que es la jarcia y despues la cubierta donde se ejerce la fuerza final del empuje, alguno ha explicado bastante clarito las distintas formas en las que podriamos colocar esos envios y reenvios por cubierta y el resultado seguiria repartiendose infinitamente por los distintos elementos añadidos, pero por supuesto que es una opinion y como todo el mundo tiene una pues eso, rondita para todos y a seguir con el hilo.

[Zephyros]

Originalmente publicado por la sirena

Saludos y una rondita para los sesudos navegantes, creo a mi humilde entender que quizas la respuesta mas fina es la de Edu, es la suma de las fuerzas que llevan al avance, realmente es la cubierta y la jarcia fija las que soportan y realizan el avance y como ejemplo tomad la navegacion de una goleta clasica(sirve tambien cualquier otro tipo de embarcacion de mas de 1 siglo) sacad las vectoriales de como se movian y vereis que es la jarcia y despues la cubierta donde se ejerce la fuerza final del empuje, alguno ha explicado bastante clarito las distintas formas en las que podriamos colocar esos envios y reenvios por cubierta y el resultado seguiria repartiendose infinitamente por los distintos elementos añadidos, pero por supuesto que es una opinion y como todo el mundo tiene una pues eso, rondita para todos y a seguir con el hilo.

Únicamente recordar que no se trata de analizar el mov del barco ni qué elementos del velero son sobre los que se ejercen las fuerzas que actúan. Sólo se trata de analizar dónde se aplica la fuerza con la que tira el puño de escota del foque. Sólo eso, lo demás es ampliar y convertir el problema en otro problema diferente que si alguien quiere puede abrir en un hilo nuevo.

[Edu]

Originalmente publicado por Zephyros

Knot, ya te digo que estamos en sintonía, la fuerza horizontal que "tira del barco" hacia delante en este ejemplo está aplicada sobre el winche, y lo del ángulo entre 0º y 90º ya lo comenté, la carga sobre la polea varía según este ángulo pues si es próximo a cero la carga es casi nula, si es de 90 es completa y si fuera de 180º sería el doble (ej. del albañil tirando de una polea en el techo manteniendo estático el sistema). Aún así, el winche sigue sujetando la fuerza reenviada por las poleas, sea en el ángulo que sea y sea cual sea la carga sobre dicha/s poleas. ...
La única discrepancia que podría haber entre tu análisis y lo que te comento, es que opino que la polea del carro sufre además de la componente vertical (normal a la cubierta) otra componente, mucho más pequeña, hacia atrás fruto de la descomposición de fuerzas que te pongo en la polea donde se puede ver con claridad.
...
Por cierto no he dibujado el vector de sujección de la polea a la cubierta por simplicidad pero sería igual y de sentido opuesto a la F que sufre la polea anulando, efectivamente las fuerzas para que no nos salgamos de la estática.
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Estoy de acuerdo. La escota tira del escotero hacia arriba y hacia atrás, con mas fuerza cuanto menor sea el ángulo entre los chicotes (entre 180º y 0º)
Había hecho unos esquemas en word, pero ahora no puedo subirlos

Originalmente publicado por Zephyros

Únicamente recordar que no se trata de analizar el mov del barco ni qué elementos del velero son sobre los que se ejercen las fuerzas que actúan. Sólo se trata de analizar dónde se aplica la fuerza con la que tira el puño de escota del foque. Sólo eso, lo demás es ampliar y convertir el problema en otro problema diferente que si alguien quiere puede abrir en un hilo nuevo.

Si solo es eso para mi no hay ninguna duda, es sobre el winch.

Si hablamos sobre qué es lo que produce el movimiento del barco, o donde se produce el empuje del génova que hace mover al barco, entonces entran otros componentes, que es lo que quería decir yo en mi primera intervención.



Edu

[Zephyros]

Knot, ya te digo que estamos en sintonía, la fuerza horizontal que "tira del barco" hacia delante en este ejemplo está aplicada sobre el winche, y lo del ángulo entre 0º y 90º ya lo comenté, la carga sobre la polea varía según este ángulo pues si es próximo a cero la carga es casi nula, si es de 90 es completa y si fuera de 180º sería el doble (ej. del albañil tirando de una polea en el techo manteniendo estático el sistema). Aún así, el winche sigue sujetando la fuerza reenviada por las poleas, sea en el ángulo que sea y sea cual sea la carga sobre dicha/s poleas. Podríamos reducir el problema a una fuerza que tira de la polea en dir de la escota (como si atásemos la escota a la propia polea, o simplemente sustituir todas las fuerzas externas al barco por una resultante única, son sistemas equivalentes que nos pueden ayudar en el estudio según lo que busquemos, pero eso es otro tema)

La única discrepancia que podría haber entre tu análisis y lo que te comento, es que opino que la polea del carro sufre además de la componente vertical (normal a la cubierta) otra componente, mucho más pequeña, hacia atrás fruto de la descomposición de fuerzas que te pongo en la polea donde se puede ver con claridad. Como comentaba la componente azul horizontal hacia delante dibujada en la polea no la veo, es como si en cualquier punto del cabo dibujamos el par de tensiones en ambos sentidos que soporta el diferencial de fibra

(no nos aportaría nada). Por cierto no he dibujado el vector de sujección de la polea a la cubierta por simplicidad pero sería igual y de sentido opuesto a la F que sufre la polea anulando, efectivamente las fuerzas para que no nos salgamos de la estática.

Fijémonos en la figura B, comparemos con el ejemplo de un arco en tensión y su flecha (reconozco que no encuentro la forma de encajar lo del coche, con su freno, embrague y su dinámica... aquí ). Estoy convencido que incluso en estática, la fuerza que tienes que aplicar con el brazo y que evita que la flecha salga disparada es exactamente igual y de sentido contrario a la que hace la cuerda del arco tirando de la flecha hacia fuera precisamente por la bisectriz. Pues aquí, respecto esa componente, la polea hace de flecha o de piedra en un tirachinas.

Realmente, la fuerza original de la escota que es la que se transmite tiene una dirección que no es la del movimiento y se transmite al winche. Todas las poleas que pongamos en medio sufrirán (según el ángulo de entrada y de salida) una fuerza en dirección de la bisectriz de los chicotes anulada por la sujección de la polea al casco.

De todas formas, como comentaba, sobre la cuestión principal estamos totalmente de acuerdo