Post on 07-Apr-2016
Forças e MovimentosUnidade 2
Forças e MovimentosUnidade 2
2.6 Força de colisão
Devido à grande quantidade de automóveis que circulamnas estradas, todos os dias ocorrem acidentes.
Observa a situação seguinte:
De acordo com a 3.ª Lei de Newton, também o obstáculo exerce uma força sobreo automóvel, com a mesma direção e intensidade mas com sentido contrário.
À força exercida pelo obstáculo sobre o automóvel,dá-se o nome de força de colisão.
Na colisão com o obstáculo, o automóvel exerce uma força sobre o obstáculo.
Fautomóvel/obstáculoFcolisão
Observa a situação seguinte:
Fautomóvel/obstáculoFcolisão
⬄
0 m/s
Admitindo que a força de colisão é constante:
De acordo com a Lei Fundamental da Dinâmica, pode determinar-se o valor da força de colisão:
Fr = m x a
⬄
Durante a colisão, a velocidade (v) do automóvel diminui até zero ( vf = 0 m/s).
O valor da aceleração ( a ) do automóvel durante o intervalo de tempo (Δt) correspondente à colisão é:
a = vf – vi
Δt a =
– vi Δt
⬄Fcolisão = m x a Fcolisão = – m x vi
ΔtFcolisão = m x
– vi Δt
Observa a situação seguinte:
Fautomóvel/obstáculoFcolisão
A intensidade da força de colisão é dada por:
O sinal negativo indica que a força que atua no automóvel, durante a colisão,tem sentido contrário ao do movimento.
Fcolisão = – m x vi
Δt
Fcolisão — força de colisão; vi — velocidade inicial do automóvel;m — massa do automóvel;Δt — duração da colisão.
Quanto maior é a força de colisão aplicada sobre um dadoveículo, maior é a quantidade de estragos sofridos por este.
A velocidade inicial dos veículos e o intervalo de tempo correspondente à duração da colisão são iguais.
Em qual dos casos a força de colisão é maior?
Considera as colisões A e B:
Veículo com menor massa.
A
Veículo com maior massa.
B
A força de colisão é maior em B.
Quanto maior é a massa do veículo, maior é a força de colisão.
Fautomóvel/obstáculoFcolisão Fautomóvel/obstáculoFcolisão
A massa dos veículos e o intervalo de tempo correspondente à duração da colisão são iguais.
Em qual dos casos a força de colisão é superior?
Considera as colisões A e B:
Veículo com menor velocidade inicial.
A
Veículo com maior velocidade inicial.
B
A força de colisão é superior em B.
Quanto maior é a velocidade inicial do veículo, maior é a força de colisão.
Fautomóvel/obstáculoFcolisão
Fautomóvel/obstáculoFcolisão
Quando os materiais são facilmente deformáveis, o intervalo de tempo correspondente à colisão aumenta,
logo a força de colisão diminui.
Os materiais de que são feitos o obstáculo e o automóveltambém influenciam o valor da força de colisão.
A borracha é facilmente deformável, o que permite aumentar o tempo de colisão.
É, por isso, muito utilizada em pistas de corridas.
A borracha é facilmente deformável, o que permite aumentar o tempo de colisão.
É, por isso, muito utilizada em pistas de corridas.
Quando os materiais são facilmente deformáveis, o intervalo de tempo correspondente à colisão aumenta,
logo a força de colisão diminui.
Os materiais de que são feitos o obstáculo e o automóveltambém influenciam o valor da força de colisão.
Quanto maior é o intervalo de tempo de colisão, menor é a intensidade da força de colisão.
Conclusão
No decorrer de uma colisão, à força exercida pelo obstáculo sobre o automóvel dá-se o nome de força de colisão.
O valor da força de colisão depende da massa e velocidade inicial do automóvel e do intervalo de tempo correspondente à duração da colisão:
Fcolisão = – m x vi Δt