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segunda-feira, novembro 02, 2009

Velocidade, colisão e tempo de reação para frear o carro

Colisão “é um evento isolado no qual dois ou mais corpos (os corpos que colidem) exercem uns sobre os outros forças relativamente elevadas por um tempo relativamente curto”. No dia-a-dia dizemos que uma colisão é um choque, o contato de dois ou mais corpos. Exemplo: Acidente de automóveis. Estamos assumindo necessariamente que há contato entre os corpos para haver uma colisão.
A tabela mostra quanto um carro percorre antes de parar em uma brecada numa estrada. Após ver algo que exija a freada, o motorista leva um certo tempo para reagir e o carro percorre alguns metros. Essa distância será proporcional ao tempo de reação do motorista e à velocidade do carro.Na terceira coluna está a distância percorrida após o acionamento do freio, até o veículo parar.Observe que quando o valor da velocidade é o dobro, essa distância se torna quatro vezes maior,e não apenas o dobro. Isso mostra que em altas velocidades a distância a ser mantida entre veículos deve ser em muito aumentada, para evitar acidentes. Mostra também que, se o valor da velocidade for realmente muito alto, será muito difícil o carro parar antes de atingir o obstáculo que exigiu a freada

A energia dos movimentos
A tabela anterior está diretamente ligada à idéia de energia cinética, pois ao efetuar uma frenagem está perdendo toda a sua energia cinética, que será convertida em calor pelo atrito entre os pneus e o asfalto. A força responsável por esse trabalho é uma força de atrito. O trabalho realizado por ela será igual ao valor da energia cinética perdida
A energia cinética depende do quadrado da velocidade.
Se você olhar na tabela verá que quanto maior a velocidade do veículo, maior a distância de freada, o que indica que o trabalho foi maior, porque o carro tinha mais energia. Porém, quando a velocidade dobra de valor, a distância fica quatro vezes maior:
2 x 36 km/h = 72 km/h
4 x 6 metros = 24 metros
E quando a velocidade triplica, a distância fica nove vezes maior e não apenas três vezes.
3 x 36 km/h = 108 km/h
9 x 6 metros = 54 metros
Observe a fórmula da energia cinética
Ec = 1/2 x M x V2
Ec - energia cinética
M - massa
V2 - velocidade ao quadrado
A energia cinética depende também da massa e a dificuldade de frear um veículo dependerá de seu tamanho, quanto maior o veiculo maior será a dificuldade de pará-lo.

Vamos usar essa fórmula para determinar o valor da energia cinética de um carro a várias velocidades. Suponhamos um veiculo de 800 kg nas quatro velocidades da tabela:
1-36 km/h (10 m/s)
2-72 km/h (20 m/s)
3-108 km/h (30 m/s)
4-144 km/h (40 m/s)

1-Ec= 40.000 J
2-Ec= 160.000 J
3-Ec= 360.000 J
4-Ec= 640.000 J
Toda essa energia cinética será transferida no momento da colisão e/ou frenagem

Colisão equivalente a queda de altura
Imagine um carro caindo de um barranco, de frente para o chão. Desprezando a resistência do ar, ele estaria sempre aumentando sua velocidade até atingir o solo. Quanto maior a altura, maior a velocidade ao chegar ao chão. Durante a queda sua energia potencial irá, pouco a pouco, se transformando em energia cinética.
Podemos montar uma tabela relacionando altura de queda e velocidade ao se chegar ao solo, igualando a energia do corpo antes da queda (que era somente energia potencial gravitacional)
à energia no fim da queda (somente energia cinética), da seguinte forma:
A fórmula para a altura é:
h= v2/ 2 g
v- velocidade o quadrado
g- aceleração da gravidade

Vamos usar essa fórmula para determinar o valor da queda de altura equivalente a colisão de um carro a várias velocidades.
1-36 km/h (10 m/s)
2-72 km/h (20 m/s)
3-108 km/h (30 m/s)
4-144 km/h (40 m/s)

Equivalente a queda de altura
1- 5 metros
2- 20 metros (edifício de 6 andares)
3- 45 metros (edifício de 15 andares)
4- 80 metros (edifício de 27 andares)

Comentário
O Departament of Transport Traffic britânico comprova a relação entre a velocidade do veículo no impacto e a gravidade das lesões em estudo que demonstra que:
■ 32 km/h - 5% dos pedestres atingidos morrem, 65% sofrem lesões e 30% sobrevivem ilesos;
■ 48 km/h - 45% morrem, 50% sofrem lesões e 5% sobrevivem ilesos;
■ 64 km/h - 85% morrem e os 15% restantes sofrem algum tipo de lesão.

Lembre-se sempre que a parada do veículo depende de 3 fatores:
■ tempo de percepção da necessidade de frear
■ tempo de reação
■ distância de frenagem (que por sua vez, depende das condições do piso, freio, pneus)

Vídeo:
Mostra o tempo de percepção e reação do motorista para frear o carro, mas não é suficiente para evitar o atropelamento. O veiculo vai parar bem depois do atropelamento.

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posted by ACCA@4:40 AM