Es el mismo cuerpo formado por el ciclista y la bicicleta moviéndose a la misma velocidad. Entonces, aunque el frenado en la parte delantera/atrás altera las fuerzas normales en las ruedas opuestas, creando así más fricción con el suelo (si frena hacia atrás), todavía está convirtiendo la misma cantidad de energía en calor, ¿correcto?
En otras palabras, los frenos fabricados con el mismo material en la misma rueda deberían experimentar un desgaste equivalente si cada uno convierte X julios de energía cinética en energía térmica, sin importar si se aplican en la rueda delantera o trasera.
La respuesta depende de si las ruedas patinan.
Cuando frena solo con la rueda trasera, es bastante posible patinar; si aplicas el freno delantero, el aumento de la fuerza normal sobre esa rueda tiende a evitar el derrape (aunque en casos extremos podría hacerte volar por encima del manillar).
Aplicar los frenos traseros lo suficientemente fuerte como para bloquear la rueda generaría poco desgaste en el sistema de frenos y mucho desgaste en las llantas traseras. En la parte delantera no ocurriría lo mismo.
En la práctica, qué frenos se desgastan más realmente depende de cuánto los uses. Para las motocicletas, se recomienda usar el freno delantero con más fuerza para evitar derrapes; de hecho, algunas bicicletas tienen un mecanismo que garantiza esto .
Pero desde una perspectiva de física pura, la energía cinética que debe disiparse es la misma, independientemente del freno que se aplique.
No importa si los frenos son los mismos. El bike+rider tiene una cierta energía cinética. Si lo detienes, necesitas disipar tanta energía. El problema con el frenado de la rueda trasera es que el frenado reduce la carga en la rueda trasera haciéndola propensa a patinar. Si frena con la suficiente suavidad, la rueda no patinará. Entonces disipará muy bien la energía cinética en el freno trasero. Incluso si patina (siempre que se detenga), la disipación total de energía es la energía cinética al comienzo. Si patina, parte de esa energía puede disiparse en una caída, pero eso es un problema de ciclismo, no de física.
todavía estás convirtiendo la misma cantidad de energía en calor, ¿correcto?
Sí.
En otras palabras, los frenos fabricados con el mismo material en la misma rueda deberían experimentar un desgaste equivalente si cada uno convierte X julios de energía cinética en energía térmica, sin importar si se aplican en la rueda delantera o trasera.
No sé.
¿Por qué espera que el "desgaste" sea directamente proporcional al "calor" o la "energía disipada"?
Si no freno tan fuerte y, por lo tanto, tardo más en detenerme, ¿es esa la misma cantidad de desgaste de frenado?
Una diferencia entre la parte delantera y la trasera puede ser que debido a que es menos probable que la parte delantera patine, frenas más fuerte y te detienes más rápido. Es la misma energía cinética disipada (más rápido) pero no sé si es el mismo desgaste.
El desgaste es claramente un tema complicado: Desgaste .
Aquí hay un ejemplo teórico de una relación no lineal entre la energía y el desgaste: si el frenado es rápido, entonces el calor no tiene que disiparse, por lo tanto, la temperatura aumenta y, por lo tanto, (si el material del freno se reblandece a altas temperaturas) aumenta el desgaste. .
Digo 'teórico' porque los frenos de bicicleta sfaik no se calientan lo suficiente como para causar mucho 'desvanecimiento' de las pastillas de freno (en un extremo, es más probable que el calor explote el neumático si es un freno de llanta, o hierva el líquido hidráulico si es un freno de llanta). freno de disco hidráulico).
En realidad, si aplica los frenos delanteros, hay una tendencia a volcarse , mientras que si aplica los frenos traseros, hay una tendencia a patinar .
Ahora, como el momento lineal se convierte en momento angular en este caso, por una fuerza de frenado impulsiva, hay cierta pérdida de energía. Además, el tiempo de contacto de los frenos es menor. Por eso, aplicar los frenos delanteros requiere menos energía, porque la tendencia a volcarse se ve compensada por el peso del sistema .
CrisW