INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA DE LA NAVEGACIÓN A VELA
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- Patricia Figueroa Pereyra
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1 INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA DE LA NAVEGACIÓN A VELA J. J. Ruiz-Lorenzo Departamento de Física Universidad de Extremadura IES Sierra la Calera (Santa Marta) 15 de Abril de 2010 J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
2 Plan de la charla Tipos de navegación (a favor y en contra del viento). J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
3 Plan de la charla Tipos de navegación (a favor y en contra del viento). Experimento. J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
4 Plan de la charla Tipos de navegación (a favor y en contra del viento). Experimento. Fuerzas sobre objetos en fluidos (vela, quillas y alas): flotabilidad (Arquímedes), resistencia y sustentación. J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
5 Plan de la charla Tipos de navegación (a favor y en contra del viento). Experimento. Fuerzas sobre objetos en fluidos (vela, quillas y alas): flotabilidad (Arquímedes), resistencia y sustentación. Equilibrio de un barco. J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
6 Plan de la charla Tipos de navegación (a favor y en contra del viento). Experimento. Fuerzas sobre objetos en fluidos (vela, quillas y alas): flotabilidad (Arquímedes), resistencia y sustentación. Equilibrio de un barco. Predicción de la velocidad del barco a vela. J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
7 Tipos de navegación a vela J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
8 Es posible navegar en contra del viento? J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
9 Es posible navegar en contra del viento? J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
10 Experimento: Fuerza sobre una vela navegando en bolina? J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
11 Experimento: Fuerza sobre una vela navegando en bolina? J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
12 Experimento: Fuerza sobre una vela navegando en bolina? J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
13 Flujo alrededor de un sólido J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
14 Curvatura del flujo alrededor de un sólido J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
15 Principio de Bernouilli Principio de Bernouilli: p ρv 2 = Constante en la linea de corriente Conservación de la cantidad de fluido: ρav = Constante J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
16 Principio de Bernouilli (Aplicación) (I) Efecto Venturi: J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
17 Principio de Bernouilli (Aplicación) (II) Alas/Velas/Quilas: J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
18 Animación: Flujo de aire sobre un ala Animación: Flujo de aire sobre un ala J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
19 Sustentación (quillas/velas) J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
20 Alas/Velas/Quillas en 3D J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
21 Aerodinámica de la quilla J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
22 Vórtices generados por las alas (I) J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
23 Vórtices generados por las alas (II) J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
24 Vórtices generados por las alas (III) J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
25 Vórtices generados por las velas J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
26 Principio de Arquímedes J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
27 Principio de Arquímedes J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
28 Resistencia J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
29 Resistencia De forma. J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
30 Resistencia De forma. De fricción. J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
31 Resistencia De forma. De onda. De fricción. J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
32 Resistencia De forma. De onda. Inducida. De fricción. J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
33 Resistencia De forma. De onda. Inducida. De la capa límite. De fricción. J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
34 Resistencia De forma. De onda. Inducida. De la capa límite. De fricción. Nota: Resistencia de perfil=resistencia de la capa límite + Resistencia de fricción. J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
35 Resistencia inducida (estela turbillonaria) J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
36 Resistencia inducida (estela turbillonaria) J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
37 Resistencia de onda (estela del barco) J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
38 Ondas J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
39 Ondas Mar profundo: v = 2.5 λ(m) kt. T = 0.8 λ(m) s. J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
40 Ondas Mar profundo: v = 2.5 λ(m) kt. T = 0.8 λ(m) s. Las olas más grandes (en long. onda) se mueven más rapido. J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
41 Ondas Mar profundo: v = 2.5 λ(m) kt. T = 0.8 λ(m) s. Las olas más grandes (en long. onda) se mueven más rapido. Mar poco profundo: v = 6.1 d(m) kt. Todas las olas se mueven a la misma velocidad (por ejemplo, en la orilla). J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
42 Diagrama de Fuerzas J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
43 Diagrama de Fuerzas Equilibrio (mov. uniforme): F i = 0 i J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
44 Momentos J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
45 Momentos J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
46 Momentos Equilibrio: M i = 0 i J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
47 Viento Real/Aparente J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
48 Viento Real/Aparente J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
49 Viento Real/Aparente Ecuación General: v real = v aparente + v barco J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
50 Puede un barco navegar a mayor velocidad que la velocidad real del viento? (I) J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
51 Puede un barco navegar a mayor velocidad que la velocidad real del viento? (I) J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
52 Puede un barco navegar a mayor velocidad que la velocidad real del viento?(ii) Hydroptére consiguió el record del mundo (4/9/2009), sosteniendo una velocidad de kt durante 500 m en 30 kt de viento. J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
53 Puede un barco navegar a mayor velocidad que la velocidad real del viento?(ii) Hydroptére consiguió el record del mundo (4/9/2009), sosteniendo una velocidad de kt durante 500 m en 30 kt de viento. El 8/11/2009 rompió la barrera de los 50 kt durante 1 NM con una velocidad de kt. J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
54 Puede un barco navegar a mayor velocidad que la velocidad real del viento?(ii) Hydroptére consiguió el record del mundo (4/9/2009), sosteniendo una velocidad de kt durante 500 m en 30 kt de viento. El 8/11/2009 rompió la barrera de los 50 kt durante 1 NM con una velocidad de kt. J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
55 Puede un barco navegar a mayor velocidad que la velocidad real del viento?(iii) J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
56 Video Promocional del Hydroptére Video Promocional del Hydroptére J. J. Ruiz-Lorenzo (UEx) FÍSICA de la NAVEGACIÓN a VELA Aulas de Vela / 30
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