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Uma explicação qualitativa para a intensidade da força de impacto

Bom dia. Recentemente ví um artigo que é de meu interesse:  Força de impacto de uma laranja em um para-brisas de um veículo em movimento. Porém , apesar de bem explicado , não consegui acompanhar o raciocínio . Os termos usados na matemática aplicada não são de meu conhecimento. Poderia me ajudar explicando de modo mais simples?

Necessário se faz de minha parte explicar melhor o motivo de meu pedido . Sou instrutor  de motoristas de caminhão e ônibus , para os quais aplico  entre outras matérias  DIREÇÃO DEFENSIVA.

Minha intenção é explicar de forma simples as forças envolvidas em um impacto/colisão com outros veículos no sentido contrario , para conscientizá-los  de suas responsabilidades quando os volante de um auto.

Não tenho estudo e não sou capaz de desenvolver o raciocínio necessário para acompanhar a postagem.

Parabenizo-o pela capacidade de compreender os mistérios das ciências e desejo-lhe vida longa e próspera.

Respondido por: Profa. Eliane Veit - IF-UFRGS

Para conseguir fazer estimativas dos valores das forças exercidas em colisões, é preciso argumentar com base em equações da dinâmica, como o Prof. Lang fez para calcular a força da laranja sobre o vidro em Força de impacto de uma laranja em um para-brisas de um veículo em movimento. Porém, caso se queira ter uma ideia geral sobre os principais fatores envolvidos em problemas de colisão frontal, pode-se dizer que :

– a intensidade da força de impacto depende de quão deformável são os dois objetos que se chocam. Suponha dois objetos esféricos do mesmo tamanho e mesma massa, que se chocam com uma parede de aço. Quanto mais rígido for o objeto,  mais rapidamente sua velocidade diminui durante o choque. No caso de um objeto flexível, como uma laranja, o objeto vai se deformando enquanto vai diminuindo a velocidade, e isso faz com que o tempo para parar seja maior do que para um objeto duro, como uma pedra. Assim, as forças envolvidas no choque de objetos flexíveis são menores, comparadas às envolvidas no choque de objetos duros. Se em vez de uma laranja fosse uma pedra, que não se deforma, teria que parar quase que instantaneamente, o que envolveria forças maiores no choque do que no caso da laranja (supondo que pedra e laranja tenham a mesma massa). É por isso que os para-choques de automóveis, feitos antigamente de materiais rígidos, passaram a ser construídos com materiais deformáveis (plásticos); para que parte da energia do impacto seja empregada na deformação do para-choques, também diminuindo a rapidez com a qual a velocidade dos veículos  em colisão variam;

– a intensidade da força de impacto depende da massa dos corpos. Suponha dois corpos esféricos de mesmo tamanho e mesma flexibilidade que se chocam com uma parede de aço. Quanto maior a massa do corpo, maior será a força necessária para pará-lo;

– a intensidade da força de impacto depende, ainda, como as forças se distribuem nos corpos no instante do choque. Imagine dois dados idênticos que se chocam contra uma parede. Se um deles se chocar de quina e o outro se chocar com uma das faces na parede, o efeito será diferente;

–  quanto maior a velocidade de aproximação entre os dois corpos deformáveis que se chocam, maiores serão os danos causados. Note que se um corpo está parado em relação à estrada e o outro está se movendo, a 60km/h, no sentido do que está parado, a  velocidade de aproximação deles é de 60km/h.  Porém, se cada um deles se move a 60km/h, um de encontro ao outro, a velocidade de aproximação é de 120km/h!  Esse é um dos grandes problemas de choques frontais: o que importa é a soma dos valores registrado nos velocímetros dos dois carros.

Especificamente sobre a colisão de automóveis vide Cálculo da força de impacto de um veículo em um poste.

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