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MAPA - FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL I – 522023
P&D de Veículos
Os veículos têm diversos componentes de segurança, sendo um dos principais
o sistema de freios, que pode
ser a disco ou a tambor, com acionamento hidráulico, pneumático e/ou sistemas
ABS. No sistema de freio a
tambor, a frenagem ocorre quando as pastilhas de freio são pressionadas contra
um tambor de freio que
está preso à roda. O sistema de freio a disco, por outro lado, funciona com um
disco de freio preso à roda e
pastilhas de freio que são pressionadas contra o disco para desacelerar o carro.
Quando o motorista pisa no
pedal do freio, um pistão é acionado e empurra as pastilhas de freio contra os
discos (ou tambores) de freio,
criando atrito e desacelerando o carro. O fluido de freio também desempenha
um papel importante no
sistema, transmitindo a força do pedal de freio para as pastilhas de freio.
O sistema de frenagem também é equipado com um sistema de assistência ao
freio, como o sistema ABS
(Sistema de Freios Antibloqueio), que ajuda a prevenir o bloqueio das rodas e
permite que o motorista
mantenha o controle do veículo durante a frenagem. Além do sistema de
frenagem do veículo, aconselha-se
aos condutores realizarem a técnica de freio motor, a qual diminui a velocidade
do veículo sem precisar
utilizar os freios de forma intensa; o freio motor é realizado ao desacelerar o
veículo por meio da redução
de marchas, aproveitando a resistência oferecida pelo motor e pela transmissão
para diminuir a velocidade
do veículo.
Fontes:
Disponível em: https://autoesporte.globo.com/servico.... Acesso em: 20 abr.
2023.
Disponível em: https://blog.nakata.com.br/sistema-de.... Acesso em: 20 abr.
2023.
Ao ser contratado(a) por uma nova montadora de veículos, você tem um novo
projeto junto à equipe de
Pesquisa e Desenvolvimento da empresa para analisar os sistemas de frenagem
já existentes e propor
melhorias/atualizações. Nos sistemas de frenagem, diversas são as variáveis
que influenciam o
desenvolvimento de diferentes tecnologias, como, por exemplo, tempo de
frenagem, possibilidades de pista
molhada/escorregadia, peso do veículo, durabilidade do equipamento,
probabilidade de falhas, otimização
de energia etc. São variadas as possibilidades de análises e algumas delas são
apresentadas a seguir:
1. Testes com um sistema de frenagem já aplicado nos veículos atuais da
montadora em que você está
atuando apresentam os seguintes resultados: o veículo de, aproximadamente,
1100 kg iniciou no repouso e,
em seguida, é acelerado uniformemente por 15 segundos, atingindo a
velocidade de 30 m/s. Ao atingir essa
velocidade, o veículo é freado e atinge o repouso 20 segundos após o início do
movimento.
a) Faça o gráfico de velocidade em função do tempo para o movimento descrito,
apresentando, no gráfico,
o tipo de movimento (progressivo, retrógrado, acelerado, retardado).
b) Calcule a distância total percorrida por esse veículo.
c) Qual é a força do sistema de frenagem, considerando que a força de
desaceleração foi totalmente
resultante dos freios? Justifique o sinal (+ ou -) da sua resposta.
d) Nos sistemas internos do veículo, após finalizado o teste, foi observado que o
freio motor (sistema de
redução de marchas) realizou trabalho com intensidade de 99000 J. Assim,
conclui-se que a força do sistema
de frenagem foi menor que a observada anteriormente, devido à dissipação de
energia por aquecimento. A
partir dessas informações, qual é a porcentagem de dissipação de energia do
sistema de frenagem?
2. Em outro teste em pistas controladas, um veículo (A) com massa de 1200 kg
se movendo a 200 km/h
velocidade inicia frenagem com máxima capacidade, reduzindo sua velocidade.
Entretanto, em sua frente,
há um veículo (B) com massa de 4000 kg e sem velocidade. Há a colisão frontal
entre A e B e, após a colisão,
os dois veículos se movem juntos com velocidade de 36 km/h. Qual é a variação
de velocidade que a
frenagem foi capaz de realizar no veículo A imediatamente antes da colisão?
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  • 1. MAPA - FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL I – 522023 P&D de Veículos Os veículos têm diversos componentes de segurança, sendo um dos principais o sistema de freios, que pode ser a disco ou a tambor, com acionamento hidráulico, pneumático e/ou sistemas ABS. No sistema de freio a tambor, a frenagem ocorre quando as pastilhas de freio são pressionadas contra um tambor de freio que está preso à roda. O sistema de freio a disco, por outro lado, funciona com um disco de freio preso à roda e pastilhas de freio que são pressionadas contra o disco para desacelerar o carro. Quando o motorista pisa no pedal do freio, um pistão é acionado e empurra as pastilhas de freio contra os discos (ou tambores) de freio, criando atrito e desacelerando o carro. O fluido de freio também desempenha um papel importante no sistema, transmitindo a força do pedal de freio para as pastilhas de freio. O sistema de frenagem também é equipado com um sistema de assistência ao freio, como o sistema ABS (Sistema de Freios Antibloqueio), que ajuda a prevenir o bloqueio das rodas e permite que o motorista
  • 2. mantenha o controle do veículo durante a frenagem. Além do sistema de frenagem do veículo, aconselha-se aos condutores realizarem a técnica de freio motor, a qual diminui a velocidade do veículo sem precisar utilizar os freios de forma intensa; o freio motor é realizado ao desacelerar o veículo por meio da redução de marchas, aproveitando a resistência oferecida pelo motor e pela transmissão para diminuir a velocidade do veículo. Fontes: Disponível em: https://autoesporte.globo.com/servico.... Acesso em: 20 abr. 2023. Disponível em: https://blog.nakata.com.br/sistema-de.... Acesso em: 20 abr. 2023. Ao ser contratado(a) por uma nova montadora de veículos, você tem um novo projeto junto à equipe de Pesquisa e Desenvolvimento da empresa para analisar os sistemas de frenagem já existentes e propor melhorias/atualizações. Nos sistemas de frenagem, diversas são as variáveis que influenciam o desenvolvimento de diferentes tecnologias, como, por exemplo, tempo de frenagem, possibilidades de pista molhada/escorregadia, peso do veículo, durabilidade do equipamento, probabilidade de falhas, otimização de energia etc. São variadas as possibilidades de análises e algumas delas são apresentadas a seguir: 1. Testes com um sistema de frenagem já aplicado nos veículos atuais da montadora em que você está atuando apresentam os seguintes resultados: o veículo de, aproximadamente, 1100 kg iniciou no repouso e, em seguida, é acelerado uniformemente por 15 segundos, atingindo a velocidade de 30 m/s. Ao atingir essa velocidade, o veículo é freado e atinge o repouso 20 segundos após o início do movimento.
  • 3. a) Faça o gráfico de velocidade em função do tempo para o movimento descrito, apresentando, no gráfico, o tipo de movimento (progressivo, retrógrado, acelerado, retardado). b) Calcule a distância total percorrida por esse veículo. c) Qual é a força do sistema de frenagem, considerando que a força de desaceleração foi totalmente resultante dos freios? Justifique o sinal (+ ou -) da sua resposta. d) Nos sistemas internos do veículo, após finalizado o teste, foi observado que o freio motor (sistema de redução de marchas) realizou trabalho com intensidade de 99000 J. Assim, conclui-se que a força do sistema de frenagem foi menor que a observada anteriormente, devido à dissipação de energia por aquecimento. A partir dessas informações, qual é a porcentagem de dissipação de energia do sistema de frenagem? 2. Em outro teste em pistas controladas, um veículo (A) com massa de 1200 kg se movendo a 200 km/h velocidade inicia frenagem com máxima capacidade, reduzindo sua velocidade. Entretanto, em sua frente, há um veículo (B) com massa de 4000 kg e sem velocidade. Há a colisão frontal entre A e B e, após a colisão, os dois veículos se movem juntos com velocidade de 36 km/h. Qual é a variação de velocidade que a frenagem foi capaz de realizar no veículo A imediatamente antes da colisão?