TRIBUS URBANAS.

FISICA II.

(CHAkAS- CARRERAS CLANDESTINAS)

Esta tribu urbana se cree que es una mezcla de cholos, reggeatoneros y raperos, estas son personas que actúan con rebeldía, que se reúnen en lugares conflictivos, y lo único que buscan es pasarla bien. Los chakas se visten con pantalones doblados de las orillas, collares o pulseras de color verde, amarillo y blanco, pulseras con distintos logotipos de distintas marcas reconocidas de ropa, zapatillas de las mismas marcas, aros muy brillantes, los hombres ocupan el pelo casi rapado y en el centro de la cabeza un poco más de cabello, las mujeres lo ocupan fleco recto y moño muy apretado. Estos escuchan como base el reggaetón, salsa, cumbia y otros géneros populares, este grupo a diferencias de otros es un grupo creado por moda.  Como ya mencione lo único que buscan es pasarla bien, un ejemplo de esto son las carreras clandestinas de vehículos.

En este tipo de diversión de los chakas es muy común realizarla como un reto, una apuesta o simplemente por pura diversión. Durante la carrera los corredores realizan esta actividad para ganar respeto entre sus pares, sea para resolver una disputa o para simplemente exhibir las habilidades de conducción y las prestaciones de su vehículo. Se realiza con fines económicos, ya que es común la realización de apuestas de dinero o de los propios vehículos usados en la carrera.

Muchos chakas participan de carreras ilegales cuando no tienen la posibilidad de participar en competiciones legales cerca de su sitio de residencia. Por esta razón, las autoridades a veces financian la construcción de autódromos y picódromos y patrocinan competiciones legales para evitar que ellas corran de manera ilegal. En cambio, los chakas rechazan las carreras legales y prefieren vivir la sensación de enfrentar a la ley e intentar salir indemne.

Consecuencias

En algunas jurisdicciones, las carreras ilegales están penadas como una figura jurídica propia. En otro caso, los corredores ilegales pueden ser procesados por alterar el orden público, violar la propiedad privada y cometer infracciones viales tales como superar el límite de velocidad y circular a contramano. También es común el robo de vehículos con el fin de ser preparados para carreras ilegales.

Por su carácter ilegal, este tipo de carreras son mucho más peligrosas que las legales. Como los chakas y los vehículos muchas veces carecen de equipamiento de seguridad, son más propensos a choques más graves. Además, la naturaleza de las carreras genera peligro de dañar la propiedad ajena, e incluso de lesionar a otras personas en el caso de carreras en la vía pública.
¿Pero en todo esto que tiene que ver la física?
Quizás muchos de nosotros pensaríamos que esto no tiene ni un poco de relación con el tema, sin embargo todo esto contiene mucha ciencia y sobre todo física, dejando de lado el asunto de legalidad de la carrera, pero resaltando el hecho de el funcionamiento y seguridad de todo esto está inmersa la física puesto que sin sus conocimientos, nada de esto sería posible.
Por tanto los siguientes temas serán utilizados para demostrar que lo que digo es verdad:

1.       Principio de pascal.

2.      Temperatura.

3.     Corriente eléctrica.

SEGURIDAD DE UN AUTO.
Como ya mencione en este tipo de carreras la seguridad es de muy bajo nivel, por lo cual prácticamente toda seguridad depende de los frenos del vehículo, imaginemos que en una de esta supuestas carreras un conductor tiene que frenar repentinamente o morirá. En este momento nuestro amigo el conductor tendrá que dejar su vida en las manos  de uno de los principios de la física.
Actualmente muchos carros utilizan frenos hidráulicos, en general es simplemente un sistema en el cual utilizan la presión de un liquido para que a su vez esta presión fuerce las zapatas de freno hacia fuera contra las tamboras las cuales generaran una resistencia al movimiento rotatorio para finalmente detenerlo.

El sistema consta esencialmente de dos componentes: el pedal del freno con un cilindro maestro y el mecanismo de freno de ruedas, junto con los tubos o conductos correspondientes y las piezas de sujeción.

Al funcionar, el movimiento del pedal del freno fuerza a un pistón para que se mueva en el cilindro maestro. Esto aplica presión a un líquido delante del pistón. Obligándolo a pasar – bajo presión – a través de los conductos de freno hacia los cilindros de ruedas. Cada cilindro de rueda tiene dos pistones. Cada pistón está acoplado a una de las zapatas de freno mediante un pasador accionador. Por tanto, cuando el líquido es forzado al interior de los cilindros de ruedas, los pistones resultan empujados hacia fuera. Este movimiento fuerza las zapatas también hacia fuera, poniéndolas en contacto con la tambora.

Todo  este complejo sistema no es más que una representación del poder que ejerce la física ya que esto es preció de líquidos:

   En física, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623–1662) que se resume en la frase: la presión ejercida por un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.

Ahora para los que no entendieron el enunciado dice que al ejercer una presión sobre un líquido por ejemplo agua que se encuentre en un recipiente que no cambie de forma el agua avanzara  a la misma intensidad y en todas las direcciones libres y en toda la cantidad de agua.

Y si aun así no entendieron pues pónganse a estudiar.

Ahora regresando a nuestra carrera imaginaria,  el conductor utiliza el pedal, inmediatamente se ejerce presión al liquido que se encuentra en el cilindro maestro de paredes indeformables comienza a avanzar abajo presión esta misma obliga al liquido a sacar hacia fuera las zapatas  para ejerce la resistencia al movimiento de rotación le las llantas, finalmente deteniendo el vehículo por completo, y es así como la física salvo de un destino trágico a nuestro chaka , ahora que ya sabe esto lo pesara dos veces antes de burlarse de sus compañeros que si ponen atención a la clase de física.

SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DE UN VEHICULO.

Bueno ahora hablaremos de la influencia que ejerce la temperatura en una de estas singulares carreras, si alguno de ustedes aun cree que solo era el principio de pascal, que equivocados esta no sé si burlarme o sentir lástima por su ignorancia. Creo que haré lo primero y me burlare ¡jajaja! .

Para demostrar que no miento les planteare dos circunstancias.

1.       Nuevamente imaginemos que  en una carrera nuestro amigo (un chaka), está a punto de llegar a la meta y ganar un jugoso premio, pero a unos cuantos kilometro de la meta, su motor que se encuentra sumamente caliente termina quemándose y no se incluso pudo explotar, por tal motivo le es imposible ganar el premio.

2.      Una vez más imaginemos que un chaka se encuentra en plena carrera por asares del destino o porque esta es una ciudad caótica, todo los corredores frenan inmediatamente en que tal el eje central, ya que sin imaginarlo como ya es costumbre se volcó un tráiler y ahora están en un embotellamiento, y sin preverlo nuestro conductor nota que el motor empieza a sacar humo para que posteriormente termine por sobrecalentarse y este se queme, que lastima no, y todo por no prestar mantenimiento a su carro bueno por lo menos tenia buenos frenos hidráulicos.

Todos estos aparatosos incidentes son precisamente causados por la temperatura a la que se encuentre el motor, así como la misma temperatura  se encarga de evitar estos problemas y también el tener que ahorrarnos el comprar un motor nuevo.

Para explicar mejor esto les contare cómo funciona el sistema de enfriamiento de un vehículo:

Antiguamente se trataba únicamente de enfriar el motor, por esta razón, aun hay vehículos que utilizan abanico (ventilador) fijos a las revoluciones del motor, no usan termostato, y además utilizan un radiador  de bastante capacidad.

Actualmente el concepto es bastante diferente.

Ahora se requiere que el motor mantenga una temperatura, por encima de los 180 grados .F. La idea es: que cuando más caliente este el motor, la gasolina tome forma gaseosa,

Para ello se requiere; que la mezcla aire/gasolina que ingrese a la cámara de combustión, se mantenga caliente; de esa manera se pretende que los residuos contaminantes sean bajos.

Esto quiere decir: que nuestro vehículo funciona en el límite de un problema de calentamiento (overheating)... 

Por esta razón, debemos ponerle mucho cuidado, y  darle mantenimiento a sus componentes.

Cuando el motor de combustión funciona, solo una parte de la energía calorífica del combustible se convierte en trabajo mecánico a la salida del cigüeñal, el resto se pierde en calor. Una parte del calor perdido sale en los gases de escape pero otra se transfiere a las paredes del cilindro, a la tapa y a los pistones, por lo que la temperatura de trabajo de estas piezas se incrementa notablemente y será necesario refrigerarlos para mantener este incremento dentro de límites seguros que no los afecten. Además las pérdidas por rozamiento calientan las piezas en movimiento, especialmente las rápidas, como cojinetes de biela y puntos de apoyo del cigüeñal.
Para refrigerar las piezas involucradas se usan dos vías:

·         El aceite lubricante para las piezas en movimiento y la cabeza de los pistones.

·         Un sistema especialmente construido que usa un fluido en movimiento para refrigerar camisas de cilindros. Este fluido puede ser aire, o líquido.

La función refrigerante del aceite lubricante se tratará cuando se describa el sistema de lubricación, ahora nos ocuparemos del sistema de enfriamiento por fluido.

Temperatura Del Motor.

la temperatura del motor se debe mantener estable, de modo que no se encuentre ni frió y extremadamente caliente. Según algunos estudios el motor tiene una temperatura de trabajo establecida, para que este no sufra daños en las piezas  que estén en movimiento a la hora que este se encuentre realizando su trabajo.

Hable de dos términos físicos  los cuales explicare:

1.       Energía calorífica: La capacidad calorífica de un cuerpo es el cociente entre la cantidad de energía calorífica transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta. En una forma menos formal es la energía necesaria para aumentar una unidad de temperatura de una determinada sustancia. Indica la mayor o menor dificultad que presenta dicho cuerpo para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor. Puede interpretarse como una medida de inercia térmica. Es una propiedad extensiva, ya que su magnitud depende, no solo de la sustancia, sino también de la cantidad de materia del cuerpo o sistema; por ello, es característica de un cuerpo o sistema particular.

La capacidad calorífica no debe ser confundida con la capacidad calorífica específica o calor específico, el cual es la propiedad intensiva que se refiere a la capacidad de un cuerpo «para almacenar calor»,^[2] y es el cociente entre la capacidad calorífica y la masa del objeto. El calor específico es una propiedad característica de las sustancias y depende de las mismas variables que la capacidad calorífica.^[

Todo esto se aplica en un vehículo cuanta energía de calor es necesaria para transformar el combustible en trabajo mecánico el exceso de calor en esta trasformación es desechada por el escape parte del sistema de enfriamiento.

Equilibrio térmico: cuando hable de que la temperatura del motor se debe mantener estable precisamente me refería a este termino de la física, Para poder dar una definición más precisa del concepto de equilibrio térmico desde un punto de vista termodinámico es necesario definir algunos conceptos.
Dos sistemas que están en contacto mecánico directo o separados mediante una superficie que permite la transferencia de calor lo que se conoce como superficie diatérmica, se dice que están en contacto térmico.

Consideremos entonces dos sistemas en contacto térmico, dispuestos de tal forma que no puedan mezclarse o reaccionar químicamente. Consideremos además que estos sistemas están colocados en el interior de un recinto donde no es posible que intercambien calor con el exterior ni existan acciones desde el exterior capaces de ejercer trabajo sobre ellos. La experiencia indica que al cabo de un tiempo estos sistemas alcanzan un estado de equilibrio termodinámico que se denominará estado de equilibrio térmico recíproco o simplemente de equilibrio térmico.
En palabras más sencillas y aplicadas al sistema de enfriamiento, se puede decir que debe de prevalecer la misma cantidad de calor que la de frio en el motor y para lograr esto es necesaria la transferencia de calor.

Ahora que ya sabemos esto será más fácil explicar lo que paso en  nuestras historia imaginarias:

La resumiré a una sola, puede que    los  dos chakas no le dieron un mantenimiento propicio a sus vehículos y prácticamente esto fue lo que paso en el motor de ambos:  
Debido a que dentro del motor se necesita energía calorífica para convertir el combustible en energía mecánica y así lograr provocar el movimiento en el vehículo,  sin embargo debido a que uno de nuestros conductores no reviso el nivel de agua en el sistema de enfriamiento del motor provoco que fluyera poco líquido para refrigerar el motor y obtener un equilibrio térmico. A el segundo debido al embotellamiento y no cambiar el ventilador de su sistema de enfriamiento el cual estaba dañado provoco que el calor no lograra salir por el escape y se mantuvo acumulando en el motor por tanto no logro propiciar tampoco el equilibrio térmico. Ambos motores recodemos que tienen un límite de calefacción de 180°F lo equivalente a 82°C, estos excedieron el límite de calor permitido, supongamos que llegaron a 403°k o 266°F o bien vendría siendo 130°C, todo esto dio origen a que el motor de ambos conductores terminaran en el fierro viejo ambos carbonizado, pero hay gente que solo así entiende que hay que darle mantenimiento a los autos inclusive si solo los utilizaran para carreras clandestinas.

SISTEMA ELECTRICO AUTOMOTRIZ:

Creo que ahora si están más convencidos de que tan importante es la física aun si se trata de una tribu urbana, como hemos visto tan solo en una simple actividad que practican los chakas, está muy presente la física lo más irónico de esto es que la mayoría de ellos no tienen ni idea o simplemente prefieren ignóralo y llevar su vida solo en diversión.

Ahora terminare de rematarlos convenciéndolos de la importancia de la física, solo que ahora ira la introducción y después imaginaremos.

El sistema eléctrico automotriz solo se utilizaba para los diferentes sistemas básicos del auto como son:
Arranque de motor, de encendido, de carga de batería, marcadores del tablero y señalamiento y luces del auto, de tal manera que el mecánico solo se preocupaba por revisar o reparar la marcha, el alternador, la batería, las luces de auto y eventualmente el tablero de instrumentos.
En la actualidad ha tomado gran importancia ya que es difícil no hablar de él cuando los demás sistemas como el sistema mecánico, frenos ABS, transmisión automática, alarmas, suspensiones, sistemas de seguridad para los ocupantes, sistemas de confort, han encontrado un gran aliado en el sistema eléctrico con la introducción de computadoras, sensores, actuadores, solenoides y motores eléctricos para su mejor funcionamiento.
Y no solo para el mejor desempeño del auto, también para lograr hacer de su auto el segundo lugar más cómodo para usted            (después de su hogar) con las mejoras del aire acondicionado, radio, asientos de posición y vidrios eléctricos.
En la actualidad ya hay en el mercado automotriz autos totalmente eléctricos o semi-eléctricos (híbridos) para disminuir los altos grados de contaminación. 
Todo esto resulta muy complicado resumirlo a una sola explicación así que solo nos enfocaremos al sistema de encendido de un vehículo, para esto primero planteemos una historia.
Un chaka está por competir en una carrera la apuesta consta de el vehículo que usa, todos están preparados   listos en la línea de salida, viene la cuenta regresiva 3,2,1 y arrancan los motores, o más bien el motor del adversario quien sale disparado, mientras que nuestro conductor no ha logrado encender su propio motor, al girar las llaves lo único que consigue es un simple rechinido y solo eso ¿Qué habrá pasado?.

Sistemas de encendido convencional

En un motor (ciclo Otto) con sistema de encendido convencional, la bujía necesita de una tensión (voltaje) que está entre 8.000 hasta 15.000 voltios (8 ... 15 kV), para que se produzca la chispa. Esa tensión depende de muchos factores, como:
Desgaste de las bujías (abertura de los electrodos), Resistencia de los cables de encendido, Resistencia del rotor del distribuidor, Distancia entre la salida de alta tensión del rotor y los terminales de la tapa del distribuidor, Punto de encendido (tiempo del motor), Compresión de los cilindros, Mezcla aire/combustible, Temperatura del motor.


Hay entre la mayoría de los mecánicos una cierta confusión en lo que se refiere a la tensión generada por la bobina. Muchos piensan que cuanto más potente fuera la bobina, mayor será la chispa. Gran error!
En realidad, no es la bobina que “manda” la energía que quiere; y si, es el sistema de encendido que la solicita (necesita).
Esa solicitud de energía (demanda de tensión de encendido) depende de los items mencionados arriba.
El sistema de encendido se compone de:

Batería
Llave de encendido (switch)
Bobina
Distribuidor
Cables de encendido
Bujías de encendido

En la actualidad tenemos variantes, en cuanto a medidas, formas y diseño de los componentes. 

Pero el principio, y el objetivo son los mismos. 

El principio es generar corriente de alta tensión, y el objetivo: administrar esta corriente distribuyéndola sincronizada mente a las bujías (spark plug).

La cantidad de bujías, indica la cantidad de cilindros, o pistones del motor.

En un sistema con platinos, por lo regular se usa un resistor para disminuir el arco voltaico que desgasta los platinos los cuales hacen la función de una resistencia.
Uno de los contactos del platino, esta a conectado a la estructura del distribuidor, [tierra, ground, - ]; al momento de unir los contactos, la corriente negativa viaja hacia la bobina, activando su campo interno.
Tenga en cuenta, que el platino trabaja como un interruptor [switch], lo que significa que en el otro contacto del platino esta presente la corriente positiva, al unirse los contactos, se activa la resistencia o campo de la bobina de encendido
El reductor es un componente excéntrico; o sea que tiene tantas jorobas, como cilindros el motor.
Al momento de girar, separa, y une los contactos del platino.
Como efecto de esta función, la corriente o señal que llega a la bobina se corta, y se conecta.
Este hecho es lo que origina por colapso, la chispa de alta tensión  que sale por la torreta de la bobina.
El constante e intermitente contacto de los puntos [platinos], los calienta y se forma baba metálica que en muchos casos hace que los puntos se queden pegados, dando como consecuencia explosiones y una mala combustión.[se apaga el motor].
Regresando a nuestra historia termina así:
En 15min aproximadamente termina de dar la vuelta el adversario, mientras que nuestro conductor no logro encender su auto y este se hace la pregunta ¿Qué ha pasado? Su amigo que es mecánico se encarga de realizar una inspección al auto y este fue su diagnostico:
Los cables que guía la llave de encendido se encontraban realmente muy desgastados, por tanto ya no era un buen conductor de corriente eléctrica hay que recordar que para que las bujías hagan un chispa funcional se necesita un voltaje de 8 a 15 KV y el cable de corriente solo lograba pasa 10.000Kv, por tanto al girar la llave el cable podía permitir un paso mínimo de voltaje lo cual hizo que las bujías no provocaran el chispazo para ejecutar la combustión y hacer que el motor arrancase.
Después de ese rápido chequeo, el adversario remolco su premio pues solo había que cambiar el cable de corriente, y nuestro amigo ya no deberá preocuparse por realizar mantenimiento pero si por ahorrar para comprar otro auto y eso solo si decide no robarse uno.

 

ACONTINUACION UNA SOPA DE LETRAS:FISICA-CHAKAS