Archive for the ‘colisões’ Category

Tempo de colisão

março 15, 2008

Ainda tratando do assunto “desaceleração”, uma questão proposta aos alunos do primeiro ano na aula 4 pedia que eles fizessem uma estimativa “do tempo de uma batida de carros” (sic); já para os alunos dos segundos e terceiros anos esse assunto foi abordado na aula 6, que trata da desaceleração. Em ambos os casos é interessante fazer essa estimativa do tempo de desaceleração de uma forma coerente e não apenas no chutômetro ou fornecendo resultados encontrados na Internet.

Uma forma simples de se fazer isso consiste em estabelecer alguns parâmetros iniciais:

– a colisão deve ser contra um obstáculo fixo, como uma parede de concreto, por exemplo;
– estabeleça uma velocidade inicial (72 km/h = 20 m/s, por exemplo, é um bom valor);
– faça uma estimativa de quanto o carro se amassará (0,5 m é um valor realista para essa velocidade);
– suponha que a desaceleração será constante durante a colisão.

Agora é só fazer duas continhas, bem simples, na lousa:

Primeira continha: durante a colisão o carro se deslocará 0,5 m (ou seja, o quanto amassou) e sua velocidade variará de 20 m/s até 0. Usando a equação de Torricelli obtemos facilmente uma aceleração de – 400 m/s^2. Para que o aluno tenha uma idéia do quanto isso é “grande”, compare com a aceleração da gravidade: essa aceleração é 40 vezes maior, em módulo.

Segunda continha: usando a equação da velocidade de um MUV encontramos um tempo de desaceleração de 0,05 s.

É fácil fazer o aluno perceber que quanto mais o carro amassar, menor será a desaceleração e maior será o tempo correspondente, o que justifica a construção de carros “amassáveis”. Da mesma forma, pode-se apontar a equação de Torricelli usada no cálculo da desaceleração e discutir a influência da velocidade inicial (que aparece ao quadrado!).

Nos segundos e terceiros anos (e porque não nos primeiros também?) pode-se avançar e discutir a diminuição das forças aplicadas aos passageiros a medida que o tempo de desaceleração aumenta, pois a força é diretamente proporcional à desaceleração.

Perceber que as equações nos ajudam a compreender o comportamento dos movimentos não é algo trivial para muitos alunos, pois grande parte deles vêem nas equações apenas um emaranhado de símbolos que são substituídos por números quando se quer resultados. Mostrar o comportamento dos resultados quando se variam os parâmetros da equação lhes permite “enxergar a física por trás dos símbolos e fórmulas”.

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Sobre os cintos de segurança

março 9, 2008

Cintos de segurança são dispositivos que, assim como os air bags, destinam-se a aumentar a proteção aos ocupantes de um veículo em caso de acidentes. Diferentemente dos air bags e, contrariamente à sugestão feita na Revista do professor (pág. 42, aulas 5 e 6), os cintos de segurança não aumentam de forma considerável o tempo de desaceleração dos ocupantes do veículo e, nesse sentido, não atuam como redes de proteção (contrariamente ao que sugere o texto da Revista do Professor).

A função básica dos cintos de segurança é distribuir as forças aplicadas nos ocupantes do veículo durante uma colisão por áreas não vitais do corpo, impedindo que os ocupantes se choquem contra o painel ou que acabem saindo do veículo. O aumento do tempo de desaceleração do ocupante devido ao cinto existe, mas não é significativo em face da maior distribuição das forças por áreas maiores e não vitais do corpo.

Os cintos de três pontas oferecem uma área de contato maior do que os cintos antigos de apenas duas pontas, o que reduz a intensidade da pressão exercida sobre as áreas de contato do corpo e, além disso, aumentam um pouco mais o tempo de desaceleração em relação ao cinto de duas pontas (mas esse aumento ainda não é suficiente para justificar seu uso com o propósito de obter um tempo de desaceleração razoável). Além disso tudo, os cintos de três pontas impedem que o tronco do ocupante gire, o que é especialmente importante para evitar traumas na cabeça e no tórax.

Em um dos links que passei na matéria “Air Bag” (“A biomecânica dos traumas de ocupantes de veículos“) há uma ótima discussão sobre os efeitos do cinto de segurança durante as colisões.

Um aspecto importante que a Revista do Professor não abordou nem sugeriu mas, que é fundamental para o aumento do tempo de desaceleração durante as colisões, e que o professor pode e deve comentar com seus alunos, é o fato dos carros modernos serem “quebráveis”, “amassáveis” e de possuírem “células vitais” para maior proteção dos seus ocupantes.

Durante uma colisão os carros modernos literalmente desmontam-se e amassam bastante, deixando protegida apenas a área interna destinada aos passageiros. Devido a esse maior tempo de “amassamento” do carro, a desaceleração é menor do que a que havia nos carros mais antigos e “duros” (resistentes).

Isso é curioso porque há ainda um mito, que sobrevive principalmente em pessoas com mais de 30 anos, de que os carros antigos eram melhores porque eram mais resistentes às colisões; isso é verdade mas, por outro lado, isso também causa desacelerações maiores para seus ocupantes, aumentando bastante o risco de traumas. Ou seja, o carro sobrevive, mas os passageiros não. 🙂

O cinto de segurança é especialemnte importante em colisões à baixa velocidade (0 – 60 km/h) e, paradoxalmente, muitas pessoas imaginam que em baixas velocidades estão protegidas mesmo sem o cinto de segurança. Em altas velocidades há bem pouca coisa, além da sorte, que pode proteger os ocupantes do veículo em caso de colisão.

Para saber mais sobre colisões, visite a página sobre colisões da “HowStuffWorks” (apesar do nome, é tudo em português).

Air bag

março 1, 2008

“Air bag” (“saco de ar”, em uma tradução literal) é um dispositivo desenvolvido por volta da década de 1960 com o objetivo de aumentar a proteção aos ocupantes de um veículo durante uma colisão.

A idéia central do air bag é aumentar o tempo de desaceleração do ocupante durante a colisão, reduzindo assim a intensidade dessa desaceleração e causando traumas menores ao nosso organismo. Além disso, o air bag fornece uma superfície de contato grande e pouco agressiva, reduzindo a pressão sobre as áreas de contato e a possibilidade de lesões e fraturas.

Para saber um pouco mais sobre os air bags consulte a matéria “AirR Bag” – Tecnologia em desenvolvimento para sua proteção elaborada pelo Gerente de Segurança Veicular da Volkswagen do Brasil, Marcelo Bertocchi.

Professores e demais interessados em aprender um pouco mais sobre “A biomecânica dos traumas de ocupantes de veículos” (muito útil para aulas sobre inércia, por exemplo) e sobre a ação dos cintos de segurança de maneira geral, podem consultar esse texto (no formato pdf) disponibilizado pela rede Sarah de hospitais de reabilitação.