Vela ¿De dónde tira la vela?

[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.
....

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

[Edu]

A ver si así se ve algo...

Perdonar porque es una foto sobre un dibujo hecho en word...

La descomposición de fuerzas que he hecho es algo diferente, descomponiendo F1 en vez de R, pero el principio es el mismo. Hay una fuerza horizontal que sale de descomponer R (la resultante de las fuerzas de los chicotes). En el esquema está R', que es la fuerza que hace la cubierta reteniendo el escotero, y su compnente horizontal R'h. La otra es idéntica en sentido contrario (hacia atrás)
Donde mejor se ve es en los esquemas de la derecha del medio y abajo.



Me temo que no se va a ver mucho, pero...


Edu.

[Haize Alde]

SI REALIZAMOS EL SUMATORIO DE LOS INFINITOS ELEMENTOS INFINITESIMALES QUE COMPONEN LA VELA, ES DECIR LA INTEGRAL DESDE 1 A INFINITO DE ...
Si no hay viento, de ninguna parte.

[Edu]

Integral triple, en x, y z....

A que te meto !!

Ya que no podemos estar navegando...mejor haciendo esto que drogándonos en la calle


Edu

[Haize Alde]

Integral triple, en x, y z....

Pues tienes razón, porque la vela por el efecto del viento pasa de bidimensional (y un poquito tridimensional según el grueso )
a tridimensional en su aspecto óptimo, así que rectifico ... La integral de volumen ...
... Siempre que haya viento.

[Haize Alde]

Bueno ahora EN SERIO.
La vela tira de "toos los punticos donde está agarrá".
¡Quien lo niegue, que empiece a desatar "punticos" de su barco a ver que pasa.

[Haize Alde]

Donde mejor se ve es en los esquemas de la derecha del medio y abajo.



Básicamente, de acuerdo

R´ se transmite al carro por el arraigo de la polea.
En el tercer caso, tendería a correr el carro hacia popa y tendríamos el primero. Por supuesto con el carro suelto.
Y en el segundo, también, ya que aunque haya equilibrio estático en la polea, en el carro no.
¿ME EQUIVOCO?
Si es así, admitiré mi error y me emborracharé de contricción.

[Knot]

Primero de todo, yo siempre he sido defensor de que básicamente la fuerza la hace el winche.

Segundo, me he dado cuenta de que he cometido un error por culpa de las simplificaciones en el cálculo; y por lo que veo a Edu creo que le pasa lo mismo. Resulta que, como veis en el dibujo B, si pretendiéramos compensar la fuerza de un lado de la escota, con el otro lado, se crearía un momento, y este no esta resuelto; por esto me faltaba la componente horizontal en el escotero. Así que para simplificar, lo he replanteado con el método de Zephyros.

Tercero, la pregunta era: ¿De dónde tira la vela para el empuje del velero?



Pués como se vé en los dibujitos, si no he cometido ningún error, se ve claramente como siempre tirará del winche (flecha azul); la flecha verde que se crea en el escotero va en sentido contrario, por lo tanto no puede tirar del barco hacia adelante.
Si hará más fuerza en el winche o en el escotero (que no tiene nada que ver con cual es la que le dá el empuje para navegar), no era la pregunta de Zephyros, pero ya que estamos, y por lo poco que me costaba, os he hecho el dibujito de los 4 casos. Y como la escota siempre estará como máximo entre 0 y 90º, la componente horizontal del winche siempre será más grande que la componente horizontal del escotero.

[Edu]

Originalmente publicado por Haize Alde

Donde mejor se ve es en los esquemas de la derecha del medio y abajo.



Básicamente, de acuerdo

R´ se transmite al carro por el arraigo de la polea.
En el tercer caso, tendería a correr el carro hacia popa y tendríamos el primero. Por supuesto con el carro suelto.
Y en el segundo, también, ya que aunque haya equilibrio estático en la polea, en el carro no.
¿ME EQUIVOCO?
Si es así, admitiré mi error y me emborracharé de contricción.

Estoy de acuerdo.
En todos los casos si el carro estuviera suelto y el rozamiento cero, tendería a correr hacia atrás hasta que la escota tirara recta (hasta el winch)
Yo he supesto que el escotero está fijo a la cubierta.
El tercer caso es un añadido por comentarios que han salido antes sobre los ángulos, en los escoteros normalmente no se da. Pero sería, por ejemplo, el caso de las poleas del spi (cambiando proa por popa).


Edu.

[Edu]

Originalmente publicado por Knot

Primero de todo, yo siempre he sido defensor de que básicamente la fuerza la hace el winche.

Segundo, me he dado cuenta de que he cometido un error por culpa de las simplificaciones en el cálculo; y por lo que veo a Edu creo que le pasa lo mismo. Resulta que, como veis en el dibujo B, si pretendiéramos compensar la fuerza de un lado de la escota, con el otro lado, se crearía un momento, y este no esta resuelto; por esto me faltaba la componente horizontal en el escotero. Así que para simplificar, lo he replanteado con el método de Zephyros.

Yo entiendo que al girar la polea, no hay momento en el eje de la polea (salvo el que pudiera haber atribuible al rozamiento, que no estamos considerando para estos ejemplo) y es perfectamente reducible a que las fuerzas actuan sobre el eje de la polea.
El problema creo que no era ese, sino que habías puesto la resultante sobre el escotero como vertical, y en realidad es en la dirección de la bisectriz. Por eso no te daba componente horizontal.

Yo el winch no lo he metido en el esquema, porque sino nos da Navidad y todavía no sabemos quien empuja el barco.


Edu.

[Zephyros]

joer... menos mal que no os he preguntado por la dinámica del escotero

en vez de integrales dobles y triples me pondríais la Lagrangiana y llegados al caso, las ecuaciones de la Relatividad Especial de Einstein por lo menos

Dando por buena la analítica anterior, y aceptado por Knot la existencia de esa componente "cuasimisteriosa" y que en definitiva el puño de escota tira del winche en dirección del avance...

¿y si en el lugar del winche ponemos un reenvío de 90º hasta el winche de la otra banda? ¿de qué elemento tira la vela para avanzar? yo creo haber contestado entre líneas a esto, pero como decía el amigo Edu, por lo menos no estamos en la calle

Miedo me da preguntaros lo mismo de antes pero con la escota de la mayor botavara por medio

[sintripulación]

disculpar nuevamente, pero me parece que se está liando todo pero bien!!!

no he podido resistirme, porque para una de las pocas veces que se aportan gráficos, pues la verdad que personalmente me gustaría que quedara claro!!!

bueno, lo de la pregunta original no he llegado a entenderla, me he liao (por mi cualpa, sin duda)

en lo que respecta al trabajo de la escota, escotero y winche, el problema es muy sencillo... lo que hay que resolver es lo del gráfico... y nada más!!!

datos: Tp, alfa

incógnitas: Tw, Rh, Rv, M

Tp: tracción desde el puño de la vela

alfa: ángulo de la escota con la cubierta

Tw: tracción desde el winche

Rh: reacción horizontal en el escotero

Rv: reacción vertical en el escotero

M: reacción momento en el escotero

emi _/) *

[Knot]

Originalmente publicado por sintripulación

en lo que respecta al trabajo de la escota, escotero y winche, el problema es muy sencillo... lo que hay que resolver es lo del gráfico... y nada más!!!

datos: Tp, alfa

incógnitas: Tw, Rh, Rv, M

Tp: tracción desde el puño de la vela

alfa: ángulo de la escota con la cubierta

Tw: tracción desde el winche

Rh: reacción horizontal en el escotero

Rv: reacción vertical en el escotero

M: reacción momento en el escotero

emi _/) *

Sólo 2 datos para 4 incógnitas? haver si habrá que hechar mano de las fórmulas de la resistencia de materiales

Por cierto, no veo al winche en tu planteamiento... supongo que con éste esquema para saber quien tira tendriamos que comparar Tw con Rh; el más grande gana.

[sintripulación]

Originalmente publicado por Knot

Sólo 2 datos para 4 incógnitas? haver si habrá que hechar mano de las fórmulas de la resistencia de materiales

ahí está la cuestión... 4 incógnitas!!!... pero es lo que hay... no obstante, insisto, de verdad, en que es un problema sencillo de mecánica...

emi _/) *

[Zephyros]

Originalmente publicado por sintripulación

ahí está la cuestión... 4 incógnitas!!!... pero es lo que hay... no obstante, insisto, de verdad, en que es un problema sencillo de mecánica...

emi _/) *

Sintripulación, con lo bien que lo habías hecho antes

Esa Rh dónde la aplicas? y si lo que se transmite es toda la F de la escota esa Rh es en realidad F como ya habíamos dicho y se aplica en el winche, tal y como la dibujas está aplicada en la polea y me da que no que ese podría ser un sistema de fuerzas equivalente para el estudio, pero no el real. Sin embargo este otro esquema sí presenta las fuerzas reales.

Lo que tenemos que pensar es que la polea sólo tiene aplicada la fuerza que es suma vectorial de F en ambos chicotes. Pero esa Rh no puede estar ahí porque al no aplicarse Tp completamente sobre la polea no la podemos descomponer, date cuenta que sería por tanto Rh la que soporta el winche y realmente el winche soporta Tp que la polea ha cambiado de dirección y el cabo de lugar de tracción, pero no de módulo. No se si me explico.

Tu esquema está bien si no se trata de una polea, si el cabo está atado a la polea o la sustituimos por una cornamusa, pero no con la polea participando.



Lo de las incógnitas no es tan complicado varias de ellas salen por trigonometría a partir de Tp y alfa

[sintripulación]

Originalmente publicado por Zephyros

Sintripulación, con lo bien que lo habías hecho antes

gracias... pero me parece que: o decimos lo mismo o uno de los dos no se ha explicado bien...

no sé si se entiende que el puño de la vela estaría a la izquierda del dibujo y el winche a la derecha????

en resumen, toda acción tiene una reacción... vale, pues las acciones son las del cabo en cada uno de los extremos y las reacciones son las del escotero que va anclado a la cubierta...

y ese es el problema a resolver y no otro!!!

luego podrás hacer la composición de fuerzas que consideres para resolverlo, pero con esos vectores y NO otros... de verdad!!!

ya hemos dicho que Tp = Tw... pero hay que demostrarlo!!!

emi _/) *

[Capitán Trucho]

Originalmente publicado por Haize Alde

Bueno ahora EN SERIO.
La vela tira de "toos los punticos donde está agarrá".
¡Quien lo niegue, que empiece a desatar "punticos" de su barco a ver que pasa.

La sabiduría habla por tu boca.
El génova tira del estay de proa (la prueba es que si lo cortas ya no tira..)
El estay tira del palo (la prueba es que si cortas el palo tampoco tira)
El palo tira del obenque de barlovento y del backstay (la prueba es que si los cortas....etc..)
Por el otro lado tira de la escota (la prueba....etc)
y tira del winche (la prueba es que si lo quitas, la vela no tira.)
La polea si la quitas la vela sigue tirando...
Conclusión:
Teorema de Haize Alde:
Teoría de "Los Punticos"
Con el barco navegando empieza a desatar punticos. Si al quitar un puntico el barco se para es que la vela estaba tirando. Si no se para es que no....

[Zephyros]

Originalmente publicado por sintripulación

gracias... pero me parece que: o decimos lo mismo o uno de los dos no se ha explicado bien...

no se si se entiende que el puño de la vela estaría a la izquierda del dibujo y el winche a la derecha????

en resumen, toda acción tiene una reacción... vale, pues las acciones son las del cabo en cada uno de los extremos y las reacciones son las del escotero que va anclado a la cubierta...

y ese es el problema a resolver y no otro!!!

luego podrás hacer la composición de fuerzas que consideres para resolverlo, pero con esos vectores y NO otros... de verdad!!!

ya hemos dicho que Tp = Tw... pero hay que demostrarlo!!!

emi _/) *

Pues mira eso es lo más fácil de demostrar.

Estática. La suma de momentos de las fuerzas aplicadas en la polea debe ser nula si la polea no gira. Eso significa que F1*r + F2*r = 0 (vectores)

Con lo cual F1 = F2 en módulo (Tp=Tw)

[Knot]

Originalmente publicado por Zephyros

Pues mira eso es lo más fácil de demostrar.

Estática. La suma de momentos de las fuerzas aplicadas en la polea debe ser nula si la polea no gira. Eso significa que F1*r + F2*r = 0 (vectores)

Con lo cual F1 = F2 en módulo (Tp=Tw)

Estoy 100% de acuerdo.

[sintripulación]

Originalmente publicado por Zephyros

Eso significa que F1*r + F2*r = 0 (vectores)

Con lo cual F1 = F2 en módulo (Tp=Tw)

así es, siendo r el radio de la polea, evidentemente...

ya se ha despejado una incógnita... ahora quedan las otras tres!!!

emi _/) *

[Casteleiro]

Ciñéndonos a la pregunta que planteaste de principio, todo es mucho más sencillo que eso. Para contestar a la pregunta hay que tener en cuenta solo que la fuerza que actúa sobre el carro no va precisamente en la dirección de la marcha del barco, si no todo lo cotrario.
Está claro que la fuerza que hace marchar el barco es la que se aplica sobre el winche.

Pd. la representación del sistema de fuerzas es solo a modo de indicación y con magnitudes supuestas.

[Edu]

Originalmente publicado por Capitán Trucho

La sabiduría habla por tu boca.
El génova tira del estay de proa (la prueba es que si lo cortas ya no tira..)
El estay tira del palo (la prueba es que si cortas el palo tampoco tira)
El palo tira del obenque de barlovento y del backstay (la prueba es que si los cortas....etc..)
Por el otro lado tira de la escota (la prueba....etc)
y tira del winche (la prueba es que si lo quitas, la vela no tira.)
La polea si la quitas la vela sigue tirando...
Conclusión:
Teorema de Haize Alde:
Teoría de "Los Punticos"
Con el barco navegando empieza a desatar punticos. Si al quitar un puntico el barco se para es que la vela estaba tirando. Si no se para es que no....

Estoy de acuerdo. Eso ya lo había dicho yo en la primera página, pero parece que esa no era la pregunta


Edu

[Edu]

Originalmente publicado por Zephyros

joer... menos mal que no os he preguntado por la dinámica del escotero

¿y si en el lugar del winche ponemos un reenvío de 90º hasta el winche de la otra banda? ¿de qué elemento tira la vela para avanzar? yo creo haber contestado entre líneas a esto, pero como decía el amigo Edu, por lo menos no estamos en la calle

Miedo me da preguntaros lo mismo de antes pero con la escota de la mayor botavara por medio

La dinámica del escotero es fácil....porque está quieto!

Lo del reenvío también lo comentaba en la primera página. Pero la tensión de la escota en la dirección del avance la aguanta el reenvío. La vela para avanzar tira de muchos mas elementos, como ya se ha dicho. Del palo, del back, del estay...

Me voy para la calle, aver si pillo algo para fumar


Edu

[Zephyros]

Originalmente publicado por Casteleiro

Ciñéndonos a la pregunta que planteaste de principio, todo es mucho más sencillo que eso. Para contestar a la pregunta hay que tener en cuenta solo que la fuerza que actúa sobre el carro no va precisamente en la dirección de la marcha del barco, si no todo lo cotrario.
Está claro que la fuerza que hace marchar el barco es la que se aplica sobre el winche.

Pd. la representación del sistema de fuerzas es solo a modo de indicación y con magnitudes supuestas.

Si eso es lo que algunos hemos dicho desde el principio, incluso antes de crear el hilo cuando lo comentaba con mi amigo "de poca fe"

Lo que pasa es que nos hemos liao con tantas flechas, más que en una película de indios y hemos estado sacando mucha punta al lápiz, de hecho alguna que otra vez he tenido que reconducir el tema hacia esa sencilla pregunta

Respecto la Pd, pues sólo estoy al 50% de acuerdo. Al 100% si consideramos que no deja de ser una representación teórica de algo real, como la partitura a la música, ¿pero qué es la física junto las matemáticas sino partituras de la Realidad? (mucho más bella que las ecuaciones en un papel con las que tratamos de describirla)