Por Qué un Freno Grande no te Detendrá Más Rápido pero un Neumático Ancho Sí: Fricción y Superficie

Si alguna vez ha considerado actualizar sus frenos por unos más grandes e investigó un poco en línea, probablemente haya descubierto que, contrariamente a la intuición, los frenos más grandes no reducirán su distancia de frenado. Por otro lado, todos sabemos que actualizar a neumáticos más anchos puede mejorar tanto las curvas como el frenado. Entonces, la pregunta subyacente que respondemos hoy es por qué la superficie es importante para los neumáticos pero no para los frenos.

Si es la primera vez que lo escucha, le sorprenderá saber que actualizar los frenos y pinzas originales a frenos y pinzas más grandes no reducirá su distancia de frenado. Esto es sorprendente porque la intuición nos dice que si aumentamos la superficie tanto del freno como de la pinza, aumentamos la cantidad de fricción, lo que debería mejorar el frenado y detener el automóvil más rápido.

Pero la física no está de acuerdo con la intuición y la física dice esto: F = μN.

Sí, es una fórmula pero no te asustes es la fórmula más sencilla que existe. Y nos dice que F, que es la fuerza de fricción, es igual al coeficiente de fricción que muchas personas diferentes lo pronuncian de manera diferente, es una letra griega multiplicada por la fuerza normal.

Así que expliquemos esto un poco. La fuerza de fricción es obviamente la cantidad de fricción. Cuanto mayor sea la fuerza de fricción, más fricción tendremos que superar y más difícil será mover un determinado objeto. El coeficiente de fricción es constante y depende de la naturaleza del material y de la rugosidad de la superficie. Por ejemplo, el papel de lija tiene un coeficiente de fricción mucho mayor que el vidrio. Básicamente, el coeficiente de fricción nos dice qué tan fricción es un material en particular. Nuestra fuerza normal es la fuerza que actúa sobre el objeto y lo presiona hacia abajo. En el caso de un objeto estacionario, esa fuerza será el peso del objeto que lo presiona contra la superficie.
Como puedes ver, no hay área de superficie en la fórmula. A la física no le importa si el objeto está de lado o de cara. Incluso si la diferencia en el área de superficie es extrema, la fuerza de fricción es la misma porque el peso del objeto es el mismo y el material es el mismo sin importar cómo coloquemos el objeto.

Aunque aumentamos el número de picos enfrentados cuando aumentamos el área de superficie, también estamos distribuyendo la misma fuerza sobre una superficie mayor, lo que significa que los picos se entrelazan menos y se tocan menos entre sí. Es por eso que pincharse con una aguja es mucho más doloroso que hacer lo mismo con, digamos, una botella. Puede aplicar exactamente la misma fuerza en ambos escenarios, pero en el caso de la aguja toda la fuerza se concentra en una superficie extremadamente pequeña, lo que genera una presión mucho mayor. En el caso de la botella, la fuerza se distribuye sobre un área mayor, lo que genera una presión reducida. Lo mismo ocurre con nuestra tabla. La fricción sigue siendo la misma porque compensamos el mayor número de picos con una presión reducida sobre los picos, ya que distribuimos la misma fuerza sobre una superficie mayor.

Bien, pero entonces, ¿por qué todos los autos deportivos elegantes tienen frenos gigantes que obviamente son mucho más grandes que los frenos de la mayoría de los otros autos? La respuesta es el calor o, más exactamente, la prevención del sobrecalentamiento de los frenos.
Si observas más de cerca los frenos verás que casi todo tiene que ver con la gestión del calor. Por ejemplo, los frenos de los automóviles están metidos dentro de las ruedas y la carrocería del automóvil, lo que significa que reciben mucho menos flujo de aire que los frenos de las motocicletas que están directamente en la corriente de aire. Esta es la razón por la que los frenos de los automóviles están ventilados y los de las motocicletas, no. La ventilación funciona para intentar eliminar la mayor cantidad de calor posible del sistema de frenos. ¿Por qué el calor es un problema tan grande en los frenos? Porque provoca que los frenos se desvanezcan. Cuando los frenos se sobrecalientan, se forma una fina capa de gas en la superficie y esto conduce a una reducción de la fricción y del rendimiento de frenado, fading.

Se han realizado muchas pruebas a lo largo de los años y han demostrado que los neumáticos más anchos y grandes mejoran el rendimiento de frenado y en las curvas. La respuesta es sorprendentemente obvia. Los frenos son sólidos y rígidos... los neumáticos son elásticos. Los frenos no están diseñados para deformarse o cambiar de forma durante el funcionamiento normal. Los neumáticos se deforman y cambian de forma todo el tiempo. Las cargas aplicadas sobre las pastillas de freno y los rotores son simples: la pastilla de freno solo se mueve en una dirección. Las cargas aplicadas sobre los neumáticos son muy complejas y en constante cambio.

#d4aespañol #d4a #frenos

[luisr.]

Yo soy corredor dr coches y al igual siempre he tuneado mis coches con muchos conocimientos, te puedo asegurar que el disco mientras mas grande mas eficiencia tendras al frenar, por alguna razon cuando se modifica un coche para correr se requieren discos mas grandes en algunas ocasiones, pues mi coche ha cambiado muchísimo....

[franciscojosesanchezpinky]

Hola, buenas!! Me voy a tirar a la piscina. Por supuesto que la textura de las superficies en contacto es fundamental, la generación/disipación de calor igualmente, pero también está el diseño de la pinza que al poner discos más grandes probablemente equipará pistones más potentes o en mayor número. Tampoco tiene en cuenta que si no me equivoco las pastillas no atacan totalmente paralelas al disco sino que hacen una cuña como los esquiadores para frenar. Y desde luego ni ha tenido en cuenta que con el diámetro aumenta el brazo de palanca, potenciando la frenada.
Saludos.

[gatonegro]

No tenía ni idea que existía este canal en español y yo le seguía viendo en inglés jajaja

[calebreyes]

Talves los discos mas grandes no reduscan la distancia de frenado, pero si el sobrecalentamiento y el desgaste prematuro, los cuales podrian ocacionar accidentes.

[papo]

Cambié mis frenos x unos mas grandes (manteniendo el peso) y ha mejorado. Posiblemente se deba a que calientan menos y se vuelven mas eficientes, pero es cierto que al agrandar la superfiucie o parche de contacto mejora el frenado. Saludos.

[carlworeck]

Hay que añadir algo, No será igual que la pastilla de freno esté más cerca del eje de giro a que si está más lejos. Ya que a mayor distancia del punto de giro se produce un vector o par resistente mayor. Es decir, que a mayor distancia radial, mayor eficiencia en el frenado.

[tomasarvelo]

Tiene razón en parte... pero el mayor radio de los discos de freno permite asumir un mayor momento de fuerza. Con el mismo esfuerzo de la pinza de freno, cuando usamos un disco mayor, estamos usando una mayor distancia que contrarresta la fuerza que ofrece el vehículo en su avance.

[maurojaviermacea]

Pase de un disco de freno de 160mm a uno de 203mm en mi bici de montaña y se noto la diferencia, el mas grande tiene mas fuerza y bloquea mas la rueda y incluso frena antes.

[juansolis]

Ameno, Divertido e Informativo. Muy buenos videos!

[sergioclaudio]

fascinante e increíble he quedado totalmente anonadado GRACIAS

[afonsomanuel]

Estes videos son una passada. Absolutamente genial. Recomendo este canal.

[CesarSanchez-cliu]

Gracias por esa excelente explicación no creo que alguien la pueda aclarar mejor Felicidades brother eres un fenómeno

[FredyJoseCanoHerrera]

Excelente maestro muy buen video, muchas gracias.

[vincentjonnatanvargascoria]

Muy buena explicación, aprendí mucho con este gran video

[Marcosleon]

Unos frenos mas grandes mejoran la frenada ya que la zona donde se ejerce la fuerza de frenado está mas cerca de dónde el neumático apoya con el asfalto. Además si hay mas superficie de contacto entre las pastillas y los discos de freno, habrá mas rozamiento que si la pastilla y los discos son pequeños. O acaso podríamos frenar un camión con los frenos de un coche pequeño. Evidentemente no. Unos discos grandes y unas pastillas grandes frenan ejerciendo menos presión sobre las pastillas y los discos, en consecuencia habrá menos desgaste de pastillas y discos, menos calentamiento, y tendremos mucho mas potencial de frenada que con unos discos y pastillas pequeños. Si lo que expone el vídeo fuera rigurosamente cierto, con unos discos y pastillas pequeños se podrían equipar todo tipo de vehículos, desde vehículos pequeños y ligeros a vehículos grandes y pesados, y es evidente que los vehículos grandes y pesados precisan sistemas de frenos sobredimensionados, en comparación con vehículos ligeros. En cierta ocasión monté unas pastillas de menor superficie que las que correspondían para aprovecharlas, ya que estaban nuevas, y créanme que frenaban menos que las que correspondían, que eran considerablemente mas grandes. He recorrido hasta la fecha mas de 2.000.000 de Kms, una buena parte de ellos en tráfico urbano, y entiendo de coches, de frenos y de neumáticos.

[jasimotosan]

No teníani idea, muy interesante. Para fadding de los frenos, los antiguos de tambor en carretera de montaña. Gracias por subir el vídeo.

[marianopratsserra]

Encuentro la tworía algo errónea y demasiado ideal. En la realidad sí aumenta la fricción, porque por mucho que quiera explicarse aquí, sí crece el campo de contacto, que junto a un aumento de diámetro del disco que lo dejará más cerca del punto de rodadura y que por tanto le obligará a tener que frenar menoa inercia, no solo ayudará a calentarse menos el freno por diaminuir au esfuerzo, sino que reducirá el tiempo de reacción. Dos puntos que se buscan con loa frenos más grandes. Que la distancia final dependerá del conjunto de masa, velocidad del vehículo y fricción del neumático es cierto, pero al haber reducido el esfuerzo de la frenada podrás realizar esa distancia inalterable un poco antes y con menos cansancio.

[freddysaezcampos]

Muy de acuerdo con todo lo dicho aquí, excepto lo dicho en el 07:13 donde dice que los frenos de moto "NO son ventilados". De hecho, actualmente el 100% de los discos de freno de moto que salen desde fábrica SON ventilados. Existen discos sin ventilación específicos para competición de motos de enduro y MX pero se compran por separado.

[yo]

Es incompleto el analisis, hace falta tomar en cuenta que un disco mas grande ejerce mayor "torque", que es esto torque es directamente proporcional a la fuerza aplicada a una distancia de un centro de giro. lo que quiere decir que si se aplica una fuersza de un Newton a 0.5 m se tendran 0.5Nm pero si la misma fuersa se ejerce a 1.0 m sera del doble 1 Nm asi que un disco de freno mas grande ejerce una fuerza de frenado mayor. por eso es q no se ven disco de freno pequeño en carros deportivos.

[luismota]

Excelente video explicando la física de los frenos en español, vale la pena verlo más veces, tienes mi like.
Saludos desde Monterrey, México.

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Excellent video explaining the physics of brakes in Spanish, it is worth watching more times, you have my like. Greetings from Monterrey Mexico.