Curiosidades!

Aquaplanagem

O atrito entre os pneus e o solo*, que é o responsável por frear o veículo, é quem permite seu movimento, transmitindo ao solo a potência desenvolvida pelo motor e também quem mantém sua orientação, direcionando-o de acordo com a inclinação  as rodas determinada pelo volante. Sem o atrito o carro nem sairia do lugar, alias é o que acontece quando você se enfia em um atoleiro, a falta de atrito entre os pneus e o solo imobiliza o veículo.

A força de atrito trocada entre dois corpos depende de apenas dois fatores, da força normal, no caso do carro, a força comprime o mesmo na estrada, e da natureza das superfícies em contato, em nosso caso, do asfalto e da borracha. Qualquer material que se interponha entre ambos vai influenciar no valor desta força. Entre as peças de um motor, o atrito é uma força indesejada, para torná-lo mínimo, usa-se o óleo. Uma

película se forma impedindo o contato direto de metal contra metal e o atrito é praticamente neutralizado.

Nossas estradas têm um perfil abaulado formando uma superfície convexa para facilitar o escoamento da água quando chove, mas, aqui em nosso país, a conservação das mesmas deixa a desejar**, caminhões com excesso de peso produzem um afundamento no asfalto no local onde passam as rodas, com o tempo forma-se uma espécie de canaleta e quando chove ela se enche de água. Justamente no local onde os pneus passam existem depósitos de água. Se a velocidade do carro não é muito grande e os pneus se encontram em bom estado, isso não representa problema algum, o projeto dos pneus já leva este fator em conta, eles apresentam sulcos na banda de rodagem para onde a água escapa quando se passa por sobre ela, isso permite que a borracha tenha contato direto com o asfalto garantindo o atrito. Logo em seguida quando a parte do pneu em contato com o solo começa a subir para fazer uma volta, a água dos sulcos é ejetada e produz aquele spray característico que suja completamente o carro que vier atrás.

Os fabricantes estabelecem que a vida útil de um pneu termina quando a profundidade dos sulcos chega a 1,6 mm, mas, aqui é Brasil, a crise está feia, tem gente que enquanto não ver a lona, ta andando por aí. Alguns pneus parecem mesmo os slicks de corrida. Trafegar em pista molhada com estes pneus é quase uma tentativa de suicídio, se a velocidade aumentar um pouco, a água não tem tempo de sair de baixo do pneu, forma-se uma película de água entre o pneu e o solo, é a chamada aquaplanagem, se o motorista não tiver conhecimento a respeito, ela quase sempre termina em capotagem. O primeiro sintoma é que o carro começa a se deslocar para fora da pista andando de lado, neste momento o motorista despreparado vai virar um pouquinho o volante tentando voltar. Como os pneus não encostam no asfalto nada vai acontecer, o motorista então vai virar o volante um pouco mais e pisar no freio. Como a roda está solta sem contato com o solo, pisando no freio ela trava e o carro continua deslizando sobre a lâmina de água, até que o contato com o asfalto volta e o atrito se restabelece, agora imagine você o que acontece, o carro se encontra com velocidade elevada as rodas travadas e o volante esterçado. Não é preciso ser um gênio da física para perceber que é capotagem com certeza.

Quais os cuidados para evitar que este tipo de acidente aconteça? É simples, primeiro, manutenção preventiva em seus pneus, respeite as normas estabelecidas pelo fabricante, ele sabe o que faz. Segundo; choveu? Diminua a velocidade. E se acontecer com você apesar de todo o cuidado? Se for o caso, você irá perceber que seu carro está parecendo um cachorro andando meio de lado e tendendo a sair da pista, não vire o volante, não use o freio, tire o pé do acelerador e segure o volante firmemente. Caso o carro saia do alinhamento da pista, vire ligeiramente o volante no sentido do movimento, é muito importante manter as rodas sempre alinhadas com a direção do movimento. Agora é só aguardar, em alguns segundos o contato com o solo será restabelecido e depois disso é que você pode trazer o carro de volta para a sua faixa de rodagem. Restabelecido o controle sobre o carro, procure um local adequado, estacione, aguarde uns 15 minutos para seu coração voltar ao normal e é só prosseguir viagem com menor velocidade.

*Inércia ou para que serve um cinto de segurança

** Radares e pardais

Marcos Diniz

Calculando, o experimento funciona!

   O experimento acima, envolve conceitos relacionados à conservação de energia e lançamentos de corpos próximos da Terra.

   Estudamos isso em Mecânica dos corpos, e sem dúvidas quando dá certo, fica um gostinho de quero ir novamente!

PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DA ENERGIA

Desde que não haja forças dissipativas atuando no sistema, como o atrito e resistência do ar podemos afirmar que a energia mecânica é conservada.

Marcos Diniz

Curiosidades!!!

Carros que dão choque

Quem já não levou um choque ao tocar em um carro?

É uma experiência que não representa perigo, mas bastante desagradável.

Todos os corpos são formados por elétrons e prótons, sabemos que eles apresentam cargas elétricas negativas e positivas respectivamente, então por que não levamos choques ao tocar em algo? A explicação é que todo átomo tem quantidades iguais de prótons e de elétrons, cargas positivas e negativas em quantidades iguais se anulam e o resultado final é zero. Porém existem maneiras de desequilibrar essas quantidades. Os objetos em geral apresentam uma característica chamada de eletroafinidade, ela significa exatamente o que o próprio nome diz: afinidade por elétrons. Quanto maior seu valor, mais o corpo em questão tem facilidade em roubar elétrons de outro que se esfregue nele. Ao atritar dois corpos com eletroafinidades diferentes, o de maior valor adquire elétrons roubados do outro, termina com elétrons a mais, ficará negativamente carregado, e o outro com elétrons a menos, positivamente carregado. Alguns materiais, todos eles isolantes, são classificados em uma série chamada de triboelétrica, este tribo vem de atrito, é uma série de elementos que se eletrizam por atrito. Em ordem decrescente de eletroafinidade, eles são:

Celulose

Resinas

Plásticos

Seda

Lã

Vidro

Cada vez que um desses materiais é esfregado em outro, acontecerá uma eletrização por atrito, por exemplo, pegue um canudinho de refresco, desses de plástico e enrole-o em um tufo de cabelos bem apertado, agora puxe o canudo esfregando-o no cabelo e o atire contra a parede. O que aconteceu? Ele ficou pregado na parede. Será por causa de sua brilhantina? Não, ele está eletrizado, portanto sofre uma força de atração com a parede que o mantém preso.

Sua experiência não funcionou?

 Verifique se seu cabelo está seco e limpo e se o canudinho é realmente de plástico. Outro caso acontece quando você usa um pente plástico: seu cabelo é lã, portanto o pente rouba elétrons dele se eletrizando negativamente enquanto seu cabelo se torna positivamente carregado. Em algumas situações torna-se quase impossível pentear os cabelos por causa da atração que aparece entre as cargas de sinais opostos presentes neles e no pente. Isso não acontece todo dia por causa de algo a que chamados de rigidez dielétrica, este fator determina que todo isolante é capaz de impedir a passagem de cargas elétricas até certo ponto, quando o campo elétrico ultrapassa certo valor, o material deixa de ser isolante e se transforma em condutor. O ar é um isolante, não permite passagem de corrente elétrica, mas, quando a umidade relativa aumenta, sua capacidade de isolamento diminui, portanto em épocas mais úmidas, estes efeitos de eletrização quase não são notados, pois os corpos não conseguem segurar as cargas neles colocadas que escapam para o ar. Em épocas de seca, aí sim, sofremos com choques quase todos os dias. Já reparou que às vezes quando você está tirando um casaco de fio sintético, principalmente em dias secos, ao passar por seu cabelo ele estala? Quando acontecer, feche o quarto, apague todas as luzes e aguarde por aproximadamente 4 minutos para que seus olhos possam sofrer adaptação visual, se acostumando ao escuro. Após este tempo retire a blusa esfregando-a em seus cabelos e observe-a atentamente fazendo nela pequenos movimentos. Você irá perceber que estes estalos são provocados por pequenas descargas elétricas, são mini-trovões produzidos por mini-raios. Não se deixe enganar pelo pequeno tamanho, estes raios em miniatura podem ter tensões de até 60.000 V. Para saber o valor aproximado da tensão de cada um, é só estimar seu comprimento, se o ar estiver bem seco, serão 3000 V para cada milímetro, (a rigidez dielétrica do ar seco é de 3000V/mm).

Agora você ficou impressionado! Quer dizer que eu levo choques de 60.000V e

nem sinto? Mas os 127 V de uma tomada podem me matar! Sim é verdade, este choque você não sente porque acontece na sua roupa, se ocorresse no seu corpo, a sensação seria bem leve, como você já cansou de sentir.

Se nosso corpo contém cargas elétricas e, essas se encontram em repouso, elas simplesmente não são percebidas, apenas notamos nossos cabelos se arrepiando quando a quantidade de cargas é grande o bastante. Nós somente sentimos uma carga quando ela se encontra em movimento produzindo uma corrente elétrica, aí sim, sentimos o famoso “choque”, e neste choque, quem faz o estrago, quem fere, quem machuca é a intensidade de corrente. No caso de um choque produzido por cargas estáticas, destas a que a gente se sujeita

todos os dias a corrente elétrica é bastante pequena e não representa maiores riscos enquanto que em uma tomada a intensidade de corrente é muito mais intensa podendo até matar.

Situações onde se tomam “choques”:

·              Tocando o lado de fora de um carro que esteve recentemente em movimento. Ao se movimentar é comum que o carro acumule cargas.

·                  Jogando basquete. A bola de basquete tem elevada eletroafinidade e cargas acumuladas nela passam facilmente para o nosso corpo a cada contato, de repente você, eletrizado, encosta em alguém neutro, a passagem da carga de um corpo para o outro provocará o choque.

·              Ambiente com carpete e ar condicionado. O ar condicionado deixa a umidade relativa do ar muito baixa, portanto aumenta a rigidez dielétrica do ar facilitando a ocorrência de eletrização. Se houver diferença entre a eletroafinidade de seu calçado e a do carpete, você se eletriza sem saber e só vai perceber quando tocar em outro corpo que seja condutor.

Dica: Para não tomar choques de seu carro, se é que isso te incomoda o suficiente, existe um dispositivo, na verdade uma barra de borracha metalizada e flexível que se coloca por baixo do veículo, presa ao chassis, que fica arrastando todo o tempo no solo, descarregando nele qualquer carga que poderia ficar acumulada.

À propósito, você sabe por que eletricidade se chama eletricidade? Os gregos, há 2500 anos já haviam percebido sua existência, eles observaram que pedaços de âmbar, atritados com lã apresentavam umas estranhas propriedades, atraindo objetos de pequenas dimensões, como em grego o âmbar se chama elektron, o nome eletricidade surgiu daí. Ao lado pode-se ver um pedaço de âmbar, sim é ele mesmo, aquele do filme Jurassic park, de onde acharam um pernilongo com sangue de dinossauro com o qual reconstruíram um novinho em folha.

Marcos Diniz

Curiosidades!!!

Andando no vácuo

Aposto que ao ver este título você pensou que se tratava de andar em um local desprovido de atmosfera. Não é esse o significado do vácuo mencionado, o que se queria dizer é algo que se vê com freqüência em corridas, quando um corredor cola na traseira de outro. Em casos como esse, o locutor anuncia:

--Fulano entrou no vácuo do ciclano.

A que se refere esse vácuo?

Quando um corpo se desloca dentro de um fluido ele sofre a ação de uma força oposta ao seu deslocamento chamada de arrasto, ou simplesmente de resistência do ar.

Para médias velocidades, como as de um carro, por exemplo, esta força de resistência é proporcional ao quadrado da velocidade. Isso significa que quando a velocidade de um corpo dobra, a força de resistência fica quatro vezes maior. Esse é um dos fatores que determinam que para dobrar a velocidade final de um carro, não basta dobrar a potência do motor. Podemos perceber então que quanto maior é a velocidade, mais intensa é a força oposta ao movimento provocada pelo ar. Para nós que só andamos a pé, parece pouca coisa, mas para um ciclista, faz toda a diferença, andar contra o vento é equivalente a subir um morro. Em eventos esportivos oficiais, existe um valor máximo da velocidade do vento, recordes obtidos quando este valor é superado, não são aceitos.

Nas provas de ciclismo, cada equipe tem um participante chamado de “coelho”, cuja função é reduzir a resistência do ar para o atleta que vai tentar ganhar a prova. Ele sai na frente, gastando suas energias no começo da prova. O atleta que foi designado para ganhar, ou pelo menos tentar ganhar, vai logo atrás dele, no vácuo. Dessa forma, o esforço feito é bem menor sobrando energia para uma arrancada no final.

Mas afinal, o que é este vácuo? Quando um corpo se desloca no ar, uma parte desse ar, logo atrás do corpo, vem junto, esse é o chamado vácuo. Pegue uma folha de papel e solte-a de certa altura. Ela cai lentamente graças à resistência do ar. Um livro cai mais depressa, devido ao seu maior peso, vence esta resistência com mais facilidade.

Agora vamos colocar a folha no vácuo do livro, coloque-a sobre o livro e solte os dois.

Ela vai descer tão rapidamente quanto ele, a resistência do ar sobre ela será praticamente zero por estar situada no vácuo do livro. Quando em uma corrida de carros

um piloto entra no vácuo do outro, ele tem algumas vantagens e desvantagens, as vantagens são que o carro poupa seu motor por não necessitar de muita potencia agora que a resistência do ar foi reduzida, e poupa também combustível reduzindo o consumo.

As desvantagens são de que o tempo para reagir se algo acontecer ao carro da frente será tremendamente pequeno, se algo acontecer à ele, muito provavelmente acontecerá também com quem vai no vácuo, e o fluxo de ar em seu sistema de refrigeração será reduzido. Essa é a razão pela qual nas pistas, o piloto não fica muito tempo no vácuo do outro, para impedir o superaquecimento de seu carro, normalmente ele só permanece ali até ter uma chance de tentar a ultrapassagem. Quando essa chance demora demais para aparecer, ele se afasta um pouco do carro da frente durante alguns momentos para permitir o correto resfriamento de seu motor.

Quem chega com maior velocidade ao solo, uma pessoa que caiu de um avião a 500 m de altura ou outra que caiu de 5.000 m? As duas chegam com iguais velocidades. 

Quem causa esse efeito é também a resistência do ar. Quando cai, a velocidade de um corpo aumenta, nesse caso, a resistência oferecida ao seu movimento pelo ar, vai aumentar também. Puxando o corpo para baixo existe o seu peso, puxando para cima a resistência do ar. Quando o peso é maior, a velocidade aumenta provocando aumento da resistência. Vai acontecer um instante em que as duas forças se igualarão em módulo, nesse momento a velocidade não mais aumenta. Um corpo humano caindo deitado de barriga para baixo, braços levemente abertos e flexionados e pernas levemente dobradas

para trás, posição que os pára-quedistas chamam de “aberta básica”, cai com velocidade em torno de 200 km/h. Eles usam um macacão que possui um tecido preso do cotovelo à cintura, para cair com menor velocidade eles afastam o cotovelo do corpo abrindo aquela pequena asa criando mais resistência, para descer com velocidade maior, basta juntar os cotovelos ao corpo. É assim que conseguem descer todos juntos para fazer o chamado “trabalho relativo” onde se dão as mãos formando figuras no céu. Se alguém esta muito acima dos outros, ele coloca os braços ao longo do corpo, levanta o queixo, junta e estica as pernas e cai de cabeça para baixo em uma posição chamada de “gota d’água” onde a velocidade pode chegar aos 400 km/h. Uma queda de 500 ou de 5000 m  não faz diferença na velocidade final, a posição do corpo durante a queda, sim.

Marcos Diniz