Impacto do automóvel F1 no muro de concreto
2 de outubro, 2019 às 11:47 | Postado em Cinemática, Força de impacto, Mecânica
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/Olá! Estava me perguntando qual a força g que um piloto experimenta na colisão de um carro de Fórmula 1 num muro de concreto a 210 km/h. Um carro de F1 tem entre 500-600 kg e uns 4,5 m de comprimento. Muito obrigado desde já!
Em uma colisão frontal do automóvel F1 no muro de concreto, sendo V o valor da velocidade incial, haverá um momento em que a velocidade do seu centro de massa se anula. Então, usando a equação de Torricelli pode-se estimar o módulo A da aceleração que o automóvel (o centro de massa do automóvel) apresenta durante a transição para o repouso, sendo X o módulo do deslocamento do centro de massa do automóvel neste processo. Portanto
Este resultado implica que quanto mais deformável é o automóvel, tanto menor é o valor da aceleração durante a colisão. Entretanto existe um limite inferior para esta aceleração pois o valor máximo de X é sempre menor do que o comprimento do automóvel dado que o muro não recua.
Como o automóvel tem 4,5m de comprimento e o seu centro de massa está dentro do automóvel, pode ser estimada distância do para-choque dianteiro ao centro de massa em cerca de 3,0 m. Se o automóvel se deslocava a 210km/h (58m/s), a aceleração MÍNIMA no impacto contra o poste tem o valor de
Ou seja, esta aceleração MÍNIMA – a deformação do automóvel durante o impacto pode ser menor e portanto X poderá ter valor menor do que 3,0 m, aumentando assim a aceleração – resulta em cerca de 560/9,8=57 vezes a aceleração da gravidade. Portanto a intensidade da força de impacto será 57 ou mais vezes o valor do peso, ou no jargão pouco científico, “a força g é no mínimo 57”.
Uma colisão frontal nessa velocidade tem consequências catastróficas e não há como proteger o piloto. Mesmo que ele não seja esmagado pelas deformações no cockpit, os efeitos inerciais danosos devido à tão grande aceleração não podem ser evitados.
Esta discussão demonstra que a aceleração durante o impacto cresce com o quadrado do valor da velocidade do automóvel no momento da colisão e que há um valor MÍNIMO para ela dado que a deformação máxima que o automóvel sofre é limitada pelo comprimento do automóvel.
Outras postagens sobre o tema da força de impacto encontram-se em Força de impacto.
“Docendo discimus.” (Sêneca)
Um exemplo de forças G, na semana passada, um acidente na Moto GP, com telemetria.
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Show de bola…
Professor como poderia representar a equacao da aceleracao ou a força em função do tempo, haja vista que durante o impacto essa força não é constante?
Para representar a força como função do tempo ou da deformação somente se tivermos um modelo envolvendo a resistência dos materiais tanto do automóvel quanto do objeto contra ao qual colide. Ou seja, na prática como o modelo inexiste, não sabemos representar.