O Sistema de Freios em Veículos, Resumos de Matemática

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“Tudo que se move tem que parar” Iniciando com essa celebre frase, que nos remete a uma das grandes leis da física reducionista a Lei da Inércia. "Quando a resultante das forças que actuam sobre um corpo for nula, esse corpo permanecerá em repouso ou em movimento rectilíneo uniforme"

• (^) Estes desgastes serão compensados por dispositivos automáticos de ajustagem incorporados ao sistema de freio pelo fabricante. Contudo, a necessidade de substituição de certos componentes após determinado tempo de serviço deve ser prevista.
• (^) Todos nós sabemos que pressionar o pedal de freio faz com que um carro reduza progressivamente a velocidade.
• (^) Mas como isso acontece? Como o carro transmite a força do seu pé para as rodas do veículo? Como multiplica a força de modo que seja suficiente para parar algo tão grande quanto um carro?

DISPOSIÇÃO DE UM SISTEMA DE FREIO TÍPICODISPOSIÇÃO DE UM SISTEMA DE FREIO TÍPICO

• (^) Quando você pressiona o pedal de freio, seu carro transmite a força de seu pé para seus freios por meio de um fluido. Como os freios em si requerem uma força muito maior do que você poderia aplicar com seu pé, seu carro precisa multiplicar a força do seu pé. Ele faz isso de duas maneiras:
• (^) Vantagem mecânica (força de alavanca)
• (^) Multiplicação da força hidráulica

FORÇA DE ALAVANCAFORÇA DE ALAVANCA

• (^) O pedal é projectado de tal maneira que pode multiplicar a força da sua perna diversas vezes antes mesmo que qualquer força seja transmitida ao fluido de freio.

• (^) Na figura acima, uma força F está sendo aplicada na extremidade esquerda da alavanca. A extremidade esquerda da alavanca é duas vezes mais longa (2X) que a extremidade direita (X). Consequentemente, na extremidade direita da alavanca uma força de 2F está disponível, mas age com a metade da distância (Y) que a extremidade esquerda move (2Y). Mudar os comprimentos relativos das extremidades esquerda e direita da alavanca muda os multiplicadores.

Sistema hidráulico simplesSistema hidráulico simples

• (^) Se você aplicar uma força descendente a um pistão, na sequência a força é transmitida ao segundo pistão através do óleo na tubulação. Como o óleo é incompressível, a eficiência é muito boa - quase toda a força aplicada aparece no segundo pistão. O mais interessante sobre os sistemas hidráulicos é que a tubulação que conecta os dois cilindros pode ser de qualquer comprimento e forma, permitindo que serpenteiem todos os tipos de obstáculos que separam os dois pistões. A tubulação também pode se bifurcar, de modo que um cilindro mestre possa guiar mais de um cilindro escravo se desejado.

ATRITOATRITO

• (^) O atrito é uma medida que reflecte a dificuldade de se deslizar um objecto sobre outro. Observe a figura abaixo. Ambos os blocos são feitos do mesmo material, mas um é mais pesado. Acho que todos já sabemos qual bloco será mais difícil para a escavadora empurrar.

Atrito em nível microscópicoAtrito em nível microscópico

• (^) Mesmo que os blocos pareçam lisos a olho nú, são na verdade, consideravelmente ásperos em nível microscópico. Quando você ajusta o bloco para baixo na tabela, os pequenos picos e vales começam a se espremer entre si e alguns deles podem na verdade acabar soldados um ao outro. O peso do bloco mais pesado faz com que ele se esprema ainda mais, tornando o deslize ainda mais difícil.

• (^) Diferentes materiais têm estruturas microscópicas diferentes; por exemplo, é mais difícil deslizar borracha em contacto com borracha do que deslizar aço contra aço. O tipo de material determina o coeficiente de atrito, coeficiente de força necessário para fazer deslizar um bloco sobre o peso desse bloco.
• (^) Se o coeficiente em nosso exemplo fosse 1,0 então seria necessária uma força de 45 kg para fazer deslizar o bloco de 45 kg ou de 180 kg para fazer deslizar o bloco de 180 kg. Se o coeficiente fosse 0,1, então seriam necessários 4,5 kg de força para deslizar o bloco de 45 kg ou 18 kg de força para deslizar o bloco de 180 quilogramas.

Atrito em nível microscópico Atrito em nível microscópico

CoeficientesCoeficientes

• (^) Um aspecto interessante sobre o atrito é que normalmente é necessário mais força para parar um objecto solto do que para mantê-lo em movimento. Existe um coeficiente de atrito estático , onde as duas superfícies em contacto não estão deslizando entre si. Se as duas superfícies forem deslizar entre si, a quantidade de força é determinada pelo coeficiente de atrito dinâmico, que é geralmente menor do que o coeficiente de atrito estático.
• (^) Para um pneu de carro, o coeficiente de atrito dinâmico é muito menor que o coeficiente de atrito estático. O pneu do carro promove a maior tracção quando o ponto de contacto não está deslizando relativo à estrada. Quando está deslizando (por exemplo, se o carro patinar ou queimar pneus) a tracção é reduzida significativamente.

“Freios/travões são dispositivos que foram desenvolvidos para permitir o controle do movimento de rotação da roda de um veículo, de uma máquina ou equipamento, de modo a retardar ou mesmo interromper esse movimento e também impedir que o movimento seja reiniciado”.

Um sistema de freio Um sistema de freio

Os travões devem, consequentemente, dissipar quatro vezes mais energia para parar o veículo e consequentemente a distância de travagem / frenagem é quatro vezes maior. Existem travões para a maioria dos veículos sobre rodas, incluindo desde automóveis de todos os tipos, camiões, aviões, comboios/trens, motocicletas, bicicletas e carrinhos de bebê. Os carros de bagagem e os carrinhos de supermercado podem ter travões/freios para o uso em rampas móveis. Alguns aviões têm travões de roda e/ou aerodinâmicos em sua estrutura.