Aprender a dirigir, você está em um carro de 1.200 kg movendo-se a
por um estacionamento grande e vazio. Você nota subitamente que está indo em direção a um muro de tijolos na lateral de um supermercado, e que corre risco de bater. O calçamento pode exercer uma força horizontal máxima de 7.000 N sobre o carro. (d) Dos dois métodos nas partes (b) e ©, qual é o melhor para evitar uma colisão? Ou você deveria usar tanto os freios quanto o volante, ou nenhum dos dois? Explique.
Passo 1
Vamos resumir o que a questão está nos pedindo. Você está dirigindo um carro de 1.200 kg a uma velocidade de
em um estacionamento grande e vazio. De repente, você percebe que está indo direto para um muro de tijolos e está em risco de colidir. O calçamento pode exercer uma força horizontal máxima de
sobre o carro para evitar a colisão. A pergunta (d) quer saber qual dos dois métodos apresentados nas partes (b) e © é melhor para evitar a colisão, ou se você deveria usar ambos os métodos juntos, ou nenhum. Para resolver isso, vamos precisar entender os conceitos de força, aceleração e como eles afetam o movimento do carro.
Passo 2
Primeiro, precisamos calcular a desaceleração máxima que o carro pode alcançar usando a força máxima que o calçamento pode exercer. A fórmula que relaciona força (
), massa (
) e aceleração (
) é:
Aqui, queremos encontrar a aceleração máxima (
), então rearranjamos a fórmula:
Substituindo os valores:
Isso significa que a máxima desaceleração que podemos aplicar é de
.
Passo 3
Agora, vamos calcular o tempo necessário para o carro parar completamente usando essa desaceleração. Usamos a fórmula da velocidade final:
Queremos que a velocidade final (
) seja 0, então:
Resolvendo para
:
Passo 4
Com o tempo que levaria para parar, podemos calcular a distância que o carro percorreria durante essa desaceleração. Usamos a fórmula da distância:
Substituindo os valores:
Isso significa que o carro precisaria de aproximadamente 34,4 metros para parar completamente.
Passo 5
Agora, voltando à pergunta original, temos que comparar os métodos (b) e © para evitar a colisão. Mesmo sem detalhes específicos sobre esses métodos, geralmente nas situações de emergência ao dirigir, os métodos comuns são:
- Frear bruscamente (usar os freios)
- Virar o volante para desviar (usar a direção)
Frear bruscamente utiliza a força máxima disponível para reduzir a velocidade do carro o mais rápido possível. Virar o volante pode ajudar a evitar a colisão desviando a trajetória, mas isso depende do espaço disponível para manobrar e pode não ser suficiente sozinho para parar o carro.
Passo 6
Considerando os cálculos que fizemos, o uso dos freios permite uma parada completa em um tempo e distância razoáveis, dadas as limitações da força máxima que o calçamento pode exercer. Por outro lado, tentar desviar usando o volante sem reduzir a velocidade pode não ser suficiente para evitar a colisão, especialmente se o espaço para manobra for limitado.
Passo 7
Portanto, a melhor estratégia para evitar a colisão é utilizar os freios ao máximo para reduzir a velocidade o mais rápido possível. Se houver espaço suficiente e tempo, combinar o uso dos freios com uma leve direção para desviar pode aumentar as chances de evitar o choque. Porém, se o tempo e o espaço forem limitados, a prioridade deve ser frear.
Resposta
A melhor maneira de evitar a colisão é usar os freios ao máximo para reduzir a velocidade rapidamente. Se houver espaço e tempo suficientes, combinar os freios com uma leve direção para desviar pode aumentar as chances de evitar o choque. Portanto, a prioridade deve ser frear, e, se possível, usar também a direção para desviar da colisão.