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sábado, 15 de março de 2008

Tempo de colisão

Ainda tratando do assunto "desaceleração", uma questão proposta aos alunos do primeiro ano na aula 4 pedia que eles fizessem uma estimativa "do tempo de uma batida de carros" (sic); já para os alunos dos segundos e terceiros anos esse assunto foi abordado na aula 6, que trata da desaceleração. Em ambos os casos é interessante fazer essa estimativa do tempo de desaceleração de uma forma coerente e não apenas no chutômetro ou fornecendo resultados encontrados na Internet.

Uma forma simples de se fazer isso consiste em estabelecer alguns parâmetros iniciais:

- a colisão deve ser contra um obstáculo fixo, como uma parede de concreto, por exemplo;
- estabeleça uma velocidade inicial (72 km/h = 20 m/s, por exemplo, é um bom valor);
- faça uma estimativa de quanto o carro se amassará (0,5 m é um valor realista para essa velocidade);
- suponha que a desaceleração será constante durante a colisão.

Agora é só fazer duas continhas, bem simples, na lousa:

Primeira continha: durante a colisão o carro se deslocará 0,5 m (ou seja, o quanto amassou) e sua velocidade variará de 20 m/s até 0. Usando a equação de Torricelli obtemos facilmente uma aceleração de - 400 m/s^2. Para que o aluno tenha uma idéia do quanto isso é "grande", compare com a aceleração da gravidade: essa aceleração é 40 vezes maior, em módulo.

Segunda continha: usando a equação da velocidade de um MUV encontramos um tempo de desaceleração de 0,05 s.

É fácil fazer o aluno perceber que quanto mais o carro amassar, menor será a desaceleração e maior será o tempo correspondente, o que justifica a construção de carros "amassáveis". Da mesma forma, pode-se apontar a equação de Torricelli usada no cálculo da desaceleração e discutir a influência da velocidade inicial (que aparece ao quadrado!).

Nos segundos e terceiros anos (e porque não nos primeiros também?) pode-se avançar e discutir a diminuição das forças aplicadas aos passageiros a medida que o tempo de desaceleração aumenta, pois a força é diretamente proporcional à desaceleração.

Perceber que as equações nos ajudam a compreender o comportamento dos movimentos não é algo trivial para muitos alunos, pois grande parte deles vêem nas equações apenas um emaranhado de símbolos que são substituídos por números quando se quer resultados. Mostrar o comportamento dos resultados quando se variam os parâmetros da equação lhes permite "enxergar a física por trás dos símbolos e fórmulas".

2 comentários:

Flavia Lecy Abelino disse...

Já estou na falculdade e esse post me ajudou a resolver um problema de física I, muito obrigada mesmo.

Maoj disse...

Parabens!!!!!
Muito esclarecedora a explicação da desaceleração na forma do exemplo dado.
Saúde,