O sistema de freio ABS que hoje, obrigatoriamente, equipa os veículos produzidos no Brasil faz com que as rodas não travem em freadas bruscas, evitando, assim, o deslizamento dos pneus sobre o pavimento e a consequente perda de aderência do veículo ao solo.
ABS, carregado e com massa total de 1600kg, distribuída igualmente nas 4 rodas, todas tracionadas (4x4). Este veículo é tirado de repouso e levado a atingir a velocidade de 108 km/h em 5 segundos com aceleração constante, sobre uma pista horizontal e retilínea. Considere aceleração da gravidade com valor 10 m/s e despreze a resistência do ar. A intensidade da força propulsora em cada roda e o menor valor do coeficiente de atrito estático entre os pneus e o pavimento devem ser, respectivamente, de
a) 2400N e 0,6 para qualquer massa do veículo e estes pneus apenas.
b) 2400N e 0,8 para qualquer massa do veículo e qualquer tipo de pneu.
c) 9.600N e 0,4 para esta massa do veículo e estes pneus apenas.
d) 4.800N e 0,8 para esta massa do veículo e estes pneus apenas.
e) 4.800N e 0,6 para esta massa do veículo apenas, mas para qualquer tipo de pneu.
Soluções para a tarefa
a) 2400N e 0,6 para qualquer massa do veículo e estes pneus apenas.
Para calcular a força propulsora em cada roda, devemos calcular a distribuição da massa em cada roda e a aceleração do veículo.
A massa em cada roda será de -
m = 1600/4
m = 400 Kg
Para calcular a aceleração devemos transformar a velocidade em metros por segundo e utilizar a fórmula abaixo.
a = ΔV/Δt
Vo = 0
Vf = 108 km/h = 30 m/s
Δt = 5 segundos
a = 30/5
a = 6 m/s²
De acordo com a Segunda Lei de Newton, a força resultante equivale ao produto da massa pela aceleração do corpo.
Fr = m.a
F = 400. 6
Fr = 2400 N
Para calcular o menor valor do coeficiente de atrito estático entre os pneus e o pavimento, precisamos levar em conta que a força resultante atuando no carro, para que ele pare, será igual à força de atrito estático.
Fat = Fr
Fat = m.a
μ. N = m.a
μ. mg = m.a
μ.g = a
μ = a/g
μ = 6/10
μ = 0,6