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Re: Respuesta: Una vela no es el ala de un avión.
Sigue apostando por la 1ª Ley de la Termodinámica que es una apuesta segura. La Energía no sólo se conserva sino que no se puede obtener o generar energía de donde no la hay o más de la que hay.
Sobre lo que dices, no es sólo que reciban energía del viento a modo de empuje, eso pasa en rumbos portantes, sino que hay otros rumbos desde través hacia proa (nos centramos en la explicación clásica de Newton) en los que se imprime una fuerza sobre la vela que viene dada por la desviación de la masa de aire en movimiento: entra por el grátil de la vela y sale en otra dirección por la baluma (sin entrar en detalles de mecánica de fluidos), en toda desviación de masas en movimiento se produce una aceleración aunque no sea valor escalar (módulo) como dices, sino en la propia dirección (modificación vectorial). Lo que por la Tercera Ley de Newton implica que existe una reacción en sentido opuesto, es decir, perpendicular a la vela pero hacia sotavento, vamos, lo que se viene a llamar sustentación aunque no sustente aparato volando en este caso, pero se llama así por ser el mismo fenómeno
Luego esa reacción se descompone en dos, una de abatimiento que lo contrarresta la obra viva que incluye casco sumergido quilla y timón, que tiende también a tumbar el barco cosa que compensamos con peso en la quilla u orza para equilibrar el par de fuerzas generado y que no vuelque, y otra componente de esa reacción que es en dirección del avance y que no tiene tanta oposición.
Bien, como decía, a esa componente de la sustentación no se opone ni es equilibrada por peso alguno como pasa en un avión ya que es horizontal y no vertical hacia arriba del ala. Así que la única fuerza que se le opone es el rozamiento. Si minimizamos este rozamiento esa fuerza generada de reacción hace avanzar al velero cada vez más rápido mientras el valor de la aceleración sea positivo (Resultante F=ma-Roz), pero todo tiene un límite y no sólo depende del Rozamiento.
Ahora viene lo del viento generado: resulta que en su movimiento todos los objetos generan un viento en contra (piensa ir en bicicleta un día sin viento), digamos que es lo mismo que el objeto se mueva sobre una masa de aire a que la masa de aire se mueva sobre el objeto (es la base de los simuladores), lo que significa que se suma vectorialmente el viento real con el generado por su propio movimiento, y esto hace que cuanto más rápido va el velero mayor es el viento que genera y la suma con el viento real, que no aumenta, hace que cada vez esté más aproado, es lo que se llama viento aparente que es el que recibe la vela y por tanto el que mueve al barco realmente, es decir cuanto más rápido va -> más de frente va teniendo el viento aparente hasta superar una ceñida rabiosa y frenarse ya demasiado. Son sumas vectoriales.
En definitiva mientras puedas mantener un ángulo de la vela con el viento aparente suficiente, como en un rumbo de través y disminuir mucho el rozamiento (incluyendo la ola generada en el agua como hacen en los 69F con rozamiento mínimo) el velero podrás superar la velocidad del viento porque NO es por empuje, si fuera por empuje al igualar las velocidades ya no iría a más. Es, digamos, un continuo aporte de fuerza sin apenas oposición hasta que se aproa demasiado y evidentemente no puede navegar a vela frontalmente al viento.
El otro tema: Sobre el vídeo, es algo muy curioso, son vientos portantes pero la hélice se mueve no por la acción del viento sino por las ruedas que la mueven impulsando aire hacia atrás. Me cuesta asimilar que los momentos de mayor velocidad en los que el aparato supera al viento no se deba a caída de viento en esa zona sumado a la inercia del artilugio. Porque parece, efectivamente que coge más energía de la que hay. La prueba en unos metros del "carricoche" es poco esclarecedora por lo que he dicho, el viento es muy cambiante y hay rachas y caídas, deberían hacer una prueba de cierta distancia larga para eliminar esos factores y el factor inercial, no esperar un ratito viendo cinta para atrás y ya está. Es que parece un sistema retroalimentado que genera más que lo que produce, incluso parece ir en contra del 2º Ppio de la Termodinámica, es raro, es curioso y tendrá su explicación "no mágica".
Pero lo explicado de los veleros no lo es, no es misterioso. Espero que te sirva. He intentado ser lo más didáctico posible, y sí hay otra forma de explicar el avance de un velero en ceñida sin recurrir a Fluidos ni por tanto a Bernoulli. Y es que las dos explicaciones: Newton y Bernouilli son explicaciones del mismo fenómeno, uno desde el punto de vista de las fuerzas y otro desde un análisis energético. Y ambas explicaciones convergen en las ecuaciones de Euler. Euler las derivó a partir de las ecuaciones de Newton y la ecuación de Bernoulli se deduce de la de Euler, así que todo cuadra formalmente.
Originalmente publicado por groomete
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Sobre lo que dices, no es sólo que reciban energía del viento a modo de empuje, eso pasa en rumbos portantes, sino que hay otros rumbos desde través hacia proa (nos centramos en la explicación clásica de Newton) en los que se imprime una fuerza sobre la vela que viene dada por la desviación de la masa de aire en movimiento: entra por el grátil de la vela y sale en otra dirección por la baluma (sin entrar en detalles de mecánica de fluidos), en toda desviación de masas en movimiento se produce una aceleración aunque no sea valor escalar (módulo) como dices, sino en la propia dirección (modificación vectorial). Lo que por la Tercera Ley de Newton implica que existe una reacción en sentido opuesto, es decir, perpendicular a la vela pero hacia sotavento, vamos, lo que se viene a llamar sustentación aunque no sustente aparato volando en este caso, pero se llama así por ser el mismo fenómeno
Luego esa reacción se descompone en dos, una de abatimiento que lo contrarresta la obra viva que incluye casco sumergido quilla y timón, que tiende también a tumbar el barco cosa que compensamos con peso en la quilla u orza para equilibrar el par de fuerzas generado y que no vuelque, y otra componente de esa reacción que es en dirección del avance y que no tiene tanta oposición.
Bien, como decía, a esa componente de la sustentación no se opone ni es equilibrada por peso alguno como pasa en un avión ya que es horizontal y no vertical hacia arriba del ala. Así que la única fuerza que se le opone es el rozamiento. Si minimizamos este rozamiento esa fuerza generada de reacción hace avanzar al velero cada vez más rápido mientras el valor de la aceleración sea positivo (Resultante F=ma-Roz), pero todo tiene un límite y no sólo depende del Rozamiento.
Ahora viene lo del viento generado: resulta que en su movimiento todos los objetos generan un viento en contra (piensa ir en bicicleta un día sin viento), digamos que es lo mismo que el objeto se mueva sobre una masa de aire a que la masa de aire se mueva sobre el objeto (es la base de los simuladores), lo que significa que se suma vectorialmente el viento real con el generado por su propio movimiento, y esto hace que cuanto más rápido va el velero mayor es el viento que genera y la suma con el viento real, que no aumenta, hace que cada vez esté más aproado, es lo que se llama viento aparente que es el que recibe la vela y por tanto el que mueve al barco realmente, es decir cuanto más rápido va -> más de frente va teniendo el viento aparente hasta superar una ceñida rabiosa y frenarse ya demasiado. Son sumas vectoriales.
En definitiva mientras puedas mantener un ángulo de la vela con el viento aparente suficiente, como en un rumbo de través y disminuir mucho el rozamiento (incluyendo la ola generada en el agua como hacen en los 69F con rozamiento mínimo) el velero podrás superar la velocidad del viento porque NO es por empuje, si fuera por empuje al igualar las velocidades ya no iría a más. Es, digamos, un continuo aporte de fuerza sin apenas oposición hasta que se aproa demasiado y evidentemente no puede navegar a vela frontalmente al viento.
El otro tema: Sobre el vídeo, es algo muy curioso, son vientos portantes pero la hélice se mueve no por la acción del viento sino por las ruedas que la mueven impulsando aire hacia atrás. Me cuesta asimilar que los momentos de mayor velocidad en los que el aparato supera al viento no se deba a caída de viento en esa zona sumado a la inercia del artilugio. Porque parece, efectivamente que coge más energía de la que hay. La prueba en unos metros del "carricoche" es poco esclarecedora por lo que he dicho, el viento es muy cambiante y hay rachas y caídas, deberían hacer una prueba de cierta distancia larga para eliminar esos factores y el factor inercial, no esperar un ratito viendo cinta para atrás y ya está. Es que parece un sistema retroalimentado que genera más que lo que produce, incluso parece ir en contra del 2º Ppio de la Termodinámica, es raro, es curioso y tendrá su explicación "no mágica".
Pero lo explicado de los veleros no lo es, no es misterioso. Espero que te sirva. He intentado ser lo más didáctico posible, y sí hay otra forma de explicar el avance de un velero en ceñida sin recurrir a Fluidos ni por tanto a Bernoulli. Y es que las dos explicaciones: Newton y Bernouilli son explicaciones del mismo fenómeno, uno desde el punto de vista de las fuerzas y otro desde un análisis energético. Y ambas explicaciones convergen en las ecuaciones de Euler. Euler las derivó a partir de las ecuaciones de Newton y la ecuación de Bernoulli se deduce de la de Euler, así que todo cuadra formalmente.
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