Existem algumas medições que você poderia fazer ou informações complementares que poderia obter para ajudar a determinar o limite de velocidade na saída? Se sim, diga explicitamente o que você está tentando medir e forneça uma descrição detalhada (ou seja, um protocolo experimental) de quaisquer medições que você realizaria. Dica: Há sulcos de pneus e blocos de concreto disponíveis.
Passo 1
Resumindo: queremos saber qual é a velocidade máxima que um veículo pode ter ao sair de uma curva sem derrapar. Para isso precisamos de dois dados-chave da pista e do pneu:
. O coeficiente de atrito estático
(que garante a força máxima de atrito lateral).
. O raio de curvatura
da saída da curva.
Com esses dois parâmetros, aplicamos o equilíbrio entre força centrípeta e atrito:
Passo 2
Medição de
por plano inclinado
. Corte um pequeno retalho de pneu (aproximadamente
cm) incluindo os sulcos originais.
. Apoie esse retalho sobre um bloco de concreto idêntico ao do pavimento.
. Monte o bloco sobre um suporte com dobradiças de modo a formar um plano inclinado cujo ângulo
você possa ajustar gradualmente.
. Aumente devagar
até que o retalho patine iniciando o deslizamento.
. Anote o ângulo crítico
em que ele começa a escorregar.
. Calcule
Repita pelo menos
vezes e faça a média dos valores de
para reduzir erro.
Passo 3
Medição alternativa de
(arraste com dinamômetro)
. Fixe outro retalho de pneu ao gancho de um dinamômetro (ou célula de carga).
. Coloque o retalho apoiado no mesmo bloco de concreto, completamente plano.
. Puxe horizontalmente a velocidade constante (por exemplo, ~
m/s) e registre a força de arraste
no dinamômetro.
. Meça a força normal
(igual ao peso do retalho,
).
. Calcule
Novamente, faça múltiplas repetições e use a média.
Passo 4
Medição do raio de curvatura
no local
. Identifique três pontos bem definidos no traçado da curva de saída (por exemplo, marcas no meio-fio, juntas do pavimento, etc.).
. Com fita métrica, meça as distâncias entre esses três pontos e calcule o raio
do círculo que passa por eles (fórmula de circuncírculo a partir de três vértices).
. Se quiser um método mais direto: escolha dois pontos e meça a sagita (altura do arco) e a corda, então
onde
é o comprimento da corda e
a sagita.
Passo 5
Cálculo final da velocidade limite
Com e
obtidos, substitua em
Com
(sendo
). Isso dá a velocidade máxima antes de ocorrer derrapagem.
Resposta
Sim. Eu mediria o coeficiente de atrito estático
entre pneu e concreto (por plano inclinado ou arraste com dinamômetro) e o raio de curvatura
da saída da curva. Em seguida aplicaria