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FÍSICA

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1ª SÉRIE

ESTIMATIVA DE DISTÂNCIA DE FRENAGEM (MUV)

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OBJETIVO

  • Aprofundar os conhecimentos sobre o movimento uniformemente variado;
  • Retomar o conceito de aceleração;
  • Conhecer a função horária das posições;
  • Reconhecer os perigos dos atropelamentos no trânsito;
  • Calcular a distância percorrida em uma frenagem.

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- É importante que você domine as operações básicas matemáticas e as equações de 1° e 2° graus.

O QUE PRECISAREMOS SABER PARA ESTA AULA?

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ESTIMATIVA DE DISTÂNCIA DE FRENAGENS

https://www.bosch-press.com.br/pressportal/br/pt/press-release-21056.html

Imagine um motorista que viaja em uma rodovia a 110 km/h. Em um determinado momento, ele se depara com um engarrafamento e deve reduzir a sua velocidade até parar. É possível calcular o tempo ou a distância que este motorista utilizará para frear o carro por completo?

PARA RESPONDER ESTA PERGUNTA, VAMOS ESTUDAR O MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO (MUV)

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MUV – MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO

É o movimento com aceleração constante.

Relembrando:

a aceleração é definida como a variação de velocidade em um intervalo de tempo, no sistema internacional tem como unidade o m/s2.

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MUV – MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO

No MUV, a velocidade aumenta ou diminui linearmente no tempo, como exemplificam as tabelas a seguir:

v (m/s)

10

13

16

19

22

t (s)

0

1

2

3

4

v (m/s)

28

23

18

13

8

t (s)

0

1

2

3

4

a = 3 m/s2

a = - 5 m/s2

Em um MUV, a velocidade pode ser calculada em função do tempo pela seguinte equação: v = v0 + at.

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MUV – MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO

A figura ao lado representa um MUV com aceleração constante de 20 km/h/s. A cada segundo que transcorre o movimento, a velocidade aumenta em 20 km/h.

Perceba que a distância percorrida entre os instantes 6s e 8s é maior que a distância percorrida entre os instantes 4s e 6s. Matematicamente, em um MUV, a distância percorrida entre dois instantes é dada pela função horária das posições.

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MUV – FUNÇÃO HORÁRIA DAS POSIÇÕES

 

 

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FRENAGEM

https://samco.com.br/acao-da-frenagem/

Em primeira aproximação, uma frenagem pode ser classificada como um MUV com uma aceleração negativa. Após a ação dos freios sobre as rodas do carro, a velocidade do veículo diminui gradativamente até a sua parada.

FREIOS ABS

Os carros fabricados no Brasil a partir de 2014 são obrigados a utilizarem o sistema de freios ABS. Este sistema evita que durante uma frenagem os pneus travem evitando as derrapadas e fazendo com que o carro pare mais rapidamente.

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DISTÂNCIA DE FRENAGEM

GODOY, L. P. Agnolo, R. M. MELO, W. C. Multiversos : ciências da natureza : origens : ensino médio. 1ª ed. Pg. 69 São Paulo: FTD, 2020.

Uma distância de frenagem total é dividida em distância de reação e distância para frenagem.

O tempo que o motorista leva para acionar o pedal do freio de seu veículo é denominado tempo de reação.

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ESTUDANDO A FRENAGEM COMO UM MUV

Um super carro esportivo reduz sua velocidade de 400 km/h a 0 km/h em um intervalo de tempo de 21s. Qual é a distância percorrida por este automóvel nesta freada? (considere que a aceleração desenvolvida pelo sistema nessa ocasião foi constante, lembre-se que 3,6 km/h = 1 m/s).

Primeiramente vamos calcular a aceleração da frenagem!

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ESTUDANDO A FRENAGEM COMO UM MUV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Agora vamos usar a função horária das posições para determinar a distância percorrida na frenagem!

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ESTUDANDO A FRENAGEM COMO UM MUV

 

 

 

 

 

 

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ANÁLISE DE RESULTADOS

Para a frenagem proposta, para o carro reduzir sua velocidade até parar, ele percorre mais de 1 km, 1184m. Este dado revela como pode ser perigoso o atravessar uma rua ou rodovia. O slide 11, mostra que um veículo inicialmente a 80 km/h percorre uma distância de 155m até parar. Por isso pedestre, tome muito cuidado ao atravessar a rua e motorista, respeite os limites de velocidade!

https://www.seton.com.br/placa-de-sinalizac-o-de-transito-20km-h.html

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ATIVIDADE

Uma pessoa desatenta começa a atravessar uma rodovia sem prestar atenção nos carros aos seus arredores. Um motorista ágil, que dirige o seu carro a uma velocidade inicial de 72km/h, percebe o pedestre desatento e utiliza o seu freio ABS até que seu carro para muito próximo ao transeunte. Considerando que a desaceleração média desenvolvida na situação foi de -2,5 m/s2 e o tempo de frenagem foi de 8s, qual foi a distância percorrida pelo veículo em toda a trajetória? (Lembre-se que 3,6 km/h = 1 m/s)

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RESOLUÇÃO

 

 

S = 80 m

 

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O QUE VIMOS HOJE?

  • Aplicamos o MUV para o estudo de frenagens no trânsito.

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  • Visualizamos as distâncias percorridas em uma frenagem;

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  • Calculamos, a partir da função horária das posições, a distância percorrida em uma frenagem;

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  • Reconhecemos o quão perigoso pode se tornar uma simples travessia de uma rua.

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GODOY, L. P. Agnolo, R. M. MELO, W. C. Multiversos : ciências da natureza : origens : ensino médio. 1ª ed. São Paulo: FTD, 2020.

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REFERÊNCIAS