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