2.6 Força de colisão

Devido à grande quantidade de automóveis que circulam nas estradas, todos os dias ocorrem acidentes.

Observa a situação seguinte: Fcolisão Fautomóvel/obstáculo Na colisão com o obstáculo, o automóvel exerce uma força sobre o obstáculo. De acordo com a 3.ª Lei de Newton, também o obstáculo exerce uma força sobre o 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.

Admitindo que a força de colisão é constante: Observa a situação seguinte: Fautomóvel/obstáculo Fcolisão Durante a colisão, a velocidade (v) do automóvel diminui até zero ( ⃦vf ⃦ = 0 m/s). Admitindo que a força de colisão é constante: O valor da aceleração ( ⃦a ⃦) do automóvel durante o intervalo de tempo (Δt) correspondente à colisão é: De acordo com a Lei Fundamental da Dinâmica, pode determinar-se o valor da força de colisão: Fr = m x a 0 m/s ⃦a ⃦ = ⃦vf ⃦ – ⃦vi ⃦ Δt ⃦a ⃦ = – ⃦vi ⃦ Δt ⬄ ⃦Fcolisão ⃦ = m x ⃦a ⃦ ⬄ ⃦Fcolisão ⃦ = m x – ⃦vi ⃦ Δt ⃦Fcolisão ⃦ = – m x ⃦vi ⃦ Δt ⬄

Observa a situação seguinte: Fautomóvel/obstáculo Fcolisão A intensidade da força de colisão é dada por: Fcolisão — força de colisão; vi — velocidade inicial do automóvel; m — massa do automóvel; Δt — duração da colisão. ⃦ Fcolisão ⃦ = – m x ⃦ vi ⃦ Δt O sinal negativo indica que a força que atua no automóvel, durante a colisão, tem sentido contrário ao do movimento. Quanto maior é a força de colisão aplicada sobre um dado veículo, maior é a quantidade de estragos sofridos por este.

Considera as colisões A e B: Veículo com menor massa. A Veículo com maior massa. B Fautomóvel/obstáculo Fcolisão 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? A força de colisão é maior em B. Quanto maior é a massa do veículo, maior é a força de colisão.

Considera as colisões A e B: Veículo com menor velocidade inicial. A Veículo com maior velocidade inicial. B Fautomóvel/obstáculo Fcolisão 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? A força de colisão é superior em B. Quanto maior é a velocidade inicial do veículo, maior é a força de colisão.

Os materiais de que são feitos o obstáculo e o automóvel também influenciam o valor da força de colisão. Quando os materiais são facilmente deformáveis, o intervalo de tempo correspondente à colisão aumenta, logo a força de colisão diminui. A borracha é facilmente deformável, o que permite aumentar o tempo de colisão. É, por isso, muito utilizada em pistas de corridas.

Os materiais de que são feitos o obstáculo e o automóvel também influenciam o valor da força de colisão. Quando os materiais são facilmente deformáveis, o intervalo de tempo correspondente à colisão aumenta, logo a força de colisão diminui. Quanto maior é o intervalo de tempo de colisão, menor é a intensidade 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.

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