1 diciembre, 2022
Velocidad de un Fórmula 1

Velocidad de un Fórmula 1

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Velocidad de un Fórmula 1

En fórmula 1 la masa mínima del monoplaza incluido la masa del piloto es de 743 kg para el año 2019. Anteriormente la masa mínima era de 740 kg. Las escuderías de mayor influencia en la actualidad son Ferrari, McLaren, Red Bull y Williams entre otras. Fórmula 1 es el máximo circuito de la velocidad y la máxima prueba de motores de los diferentes fabricantes como Ferrari, Renault, Honda, etc. Por esta simple razón el analizar la velocidad de un Fórmula 1 es un tema bastante interesante.

Velocidad de un Fórmula 1
Image by Gianfranco De Bei from Pixabay

La imagen anterior muestra a un Ferrari en plena competencia a velocidad muy alta.

Velocidad de un Fórmula 1 en el Gran Premio de Monza 2005

El Colombiano Juan Pablo Montoya en el Gran Premio de Monza, Italia en 2005 batió el record de velocidad alcanzando una velocidad tope de 372.6 km/h. Este dato según reportan en el sitio web de la escudería Red Bull. Es impresionante cierto? Pues si que lo es ya que la mayoría de nosotros, los comunes mortales que hemos manejado automóviles ordinarios de máximo 8 cilindros y de 8.0 L de cilindraje podemos alcanzar como máximo unos 150 km/h. Y eso con riesgo de salirnos de la carretera.

Solo para darnos una idea calcularemos a esa velocidad cuántos metros recorre el Fórmula 1 en un segundo únicamente. Es decir, Juan Pablo Montoya alcanzó una velocidad que significa recorrer 372.6 km en cada hora. Veremos cuántos metros recorre en 1 s.

Solución

Podemos utilizar la fórmula de velocidad media,

velocidad = \frac{distancia}{tiempo}

v = \frac{d}{t}

de aquí al despejar d encontramos que,

d = v·t

Los datos que tenemos son,

t = 1 s

v = 372.6 \frac{km}{h}

La velocidad debemos convertirla a m/s (metros/segundos),

v = 372.6 \frac{km}{h}x0.278 \frac{h x m}{km x s}

v \approx 103.58 \frac{m}{s}

De esta manera ya tenemos listos el tiempo t y la velocidad v para sustituirlos en la fórmula para calcular la distancia d que recorre ese Fórmula 1 a tal velocidad,

d \approx 103.58 \frac{m}{s}x 1 s

d \approx 103.58 m

Es decir, en 1 segundo, Juan Pablo Montoya en su Fórmula 1 iba recorriendo aproximadamente 103.58 m. Eso es muy impresionante siempre que seas consciente de cuánta distancia son 103.58 metros.

En 1 segundo pasa de 370 a 372.6

Supongamos que en el caso hipotético que en 1 segundo haya pasado de 370 km/h a 372.6 km/h. ¿Cuál fue la aceleración que le dio el motor al monoplaza? y ¿Cuál es la fuerza que aplicó el motor al monoplaza?

Solución

Ahora hay que convertir la velocidad de 370 km/h a m/s,

v = 370 \frac{km}{h} x 0.278 \frac{h x m}{km x s}

v = 102.86 \frac{m}{s}

Y a continuación la fórmula para calcular la aceleración,

a = \frac{v_{f} - v_{i}}{t}

Los datos son,

v_{f} = 103.58 \frac{m}{s}

v_{i} = 102.86 \frac{m}{s}

t = 1 s

Aquí no debes perder de cuenta que la velocidad final es la velocidad máxima que transformamos en la solución anterior.

Sustituyendo en la fórmula de aceleración,

a = \frac{103.58 \frac{m}{s} - 102.86 \frac{m}{s}}{1 s}

a = 0.72 \frac{m}{s^{2}}

Por lo tanto, la fuerza que aplica el motor al Fórmula 1 en ese caso se puede calcular con la segunda ley de Newton,

F = m·a

En 2005 la masa del monoplaza junto con el piloto sería como de unos 690 kg a 700 kg según lo mencionan en un sitio que habla de la Evolución de las masas mínimas en Fórmula 1. Tomaremos 695 kg del monoplaza junto con el gran piloto Juan Pablo Montoya.

Entonces la masa es,

m = 695 kg

Y sustituyendo las datos en la segunda ley de Newton,

F = 695 kg x 0.72 \frac{m}{s^{2}}

F = 500.4 N

Así que en esta situación hipotética de que Juan Pablo Montoya haya acelerado a su máquina para ir de 370 km/h al tope de 372.6 km/h el motor aplicó una fuerza de 500.4 N (Newtons) al monoplaza. Sería algo así como 50 kg de fuerza sobre el monoplaza que le aplica el motor.

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Angel Yocupicio

Profesor de Física y Matemáticas, Webmaster, Blogger, Aficionado al Béisbol, Linuxero, Emprendedor y Padre de Familia.

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