Derrapagem de pneu em arrancadas e dissipação pelo atrito

4 de abril, 2016 às 20:14 | Postado em Atrito, Mecânica

Saudações, professor Lang. Primeiramente, gostaria de patentear minha admiração por suas abordagens desmistificadoras e bem articuladas, como demonstrado na questão do empuxo não ser sempre igual ao peso do fluido deslocado em  O Paradoxo Hidrostático de Galileu e a Lei de Arquimedes. (disponível no ResearchGate)

Pois bem, sou um entusiasta por física apesar de pretender as ciências médicas; com efeito, minha dúvida se refere ao conceito de derrapagem quando da “arrancada” de um veículo: entendo que, se a tração do motor sobre as rodas for superior à força de atrito estático máxima, predominará o atrito dinâmico, surgindo o resvalamento. Com isso, surgem algumas dúvidas:

1) Como que o atrito estático desenvolve um movimento de translação e o dinâmico, não?

2) Considerando que o atrito dinâmico é inferior ao estático, então a potência do motor (P = FV), nesse contexto, é superior à potência “resistente” do atrito dinâmico; logo, conquanto não haja movimento do veículo, a dissipação não seria total. Poderia supor que há um átimo de potência motriz se apresentando na modalidade rotacional?

A ocorrência da derrapagem ou deslizamento do pneu sobre a pista de rolamento pode acontecer tanto em “arrancadas”, quanto em frenagens de automóveis. Tal ocorre quando o torque de tração (no caso das “arrancadas”) ou torque produzido pelo sistema de freio das rodas (no caso de frenagens) é maior do que o torque devido à máxima força de atrito estático entre a banda de rodagem do pneu e a pista de rolamento.

As situações nas quais ocorre o deslizamento (ou resvalamento) da banda de rodagem sobre a pista de rolamento são indesejáveis. No caso de frenagens a ocorrência da derrapagem acarreta uma diminuição da taxa com a qual a velocidade do automóvel diminui no tempo, ocasionando um aumento do deslocamento do automóvel  para atingir o repouso. Ou seja, aumenta a distância de frenagem. Atualmente a tecnologia dos freios ABS minimiza este efeito de derrapagem  para que se tenha valores muito próximos do valor máximo da força de atrito estático entre o pneu e a pista, levando a distância de frenagem a ser a mínima possível.

No caso de “arrancadas” a derrapagem também faz com que a energia cinética translacional do automóvel aumente. Entretanto a derrapagem é indesejável  pois nem toda a potência desenvolvida pelo motor sobre as rodas é convertida em potência de tração. Parte da potência desenvolvida pelo motor nas rodas de tração é perdida em  efeitos térmicos, seja na banda de rodagem do pneu, seja na própria pista de rolamento. Outra parcela ainda é utilizada para aumentar a energia cinética de rotação das rodas e de  partes internas ao automóvel em acordo com a afirmação de que “um átimo de potência motriz se apresentando na modalidade rotacional“. Tudo isso acarreta que com derrapagem dos pneus se perca em aceleração. A máxima aceleração possível para um automóvel ocorre quando a banda de rodagem do pneu não derrapa sobre a pista, propiciando que o valor da força de atrito estático seja máximo.

Nos artigos seguintes tratamos de temas correlatos a este:  A Física dos Pneumáticos e Potência de tração de um veículo automotor ….

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