Um Velocímetro Diferente

Um velocímetro diferente

A escala de "quilômetros por hora" (km/h),  encontrada nos instrumentos dos painéis dos veículos, tem como principal utilidade  indicar ao motorista a velocidade instantânea em que se encontra o seu automóvel.

Nem todos tem a real consciência dos riscos das altas velocidades. Relatos das autoridades indicam que a maioria dos acidentes automobilísticos ocorrem em "retonas" ou durante a volta aos lares, após os "feriadões".

O velocímetro poderia ser  "mais informativo",  de modo a  permitir ao motorista uma idéia mais concreta dos riscos de cada velocidade imprimida ao veículo . Em busca de uma "leitura complementar",  encontramos uma tabela de distância de frenagem.

Espaço de frenagem - sem travamento das rodas (metros)


Variação da velocidade real (km/h)      Distância (m)
40 - 0                                                   7,6
120 - 0                                                 68,8

A primeira propriedade que "salta aos olhos" é que a distância de frenagem não é linear (proporcional) a velocidade, isto é,  enquanto a velocidade aumenta tres vezes...

120 km/h / 40km/h = 3x,

...a distância de frenagem aumenta mais de nove vezes:

68,8 m / 7,6 m = 9,05x


Mais adiante vamos saber porquê.


É incrivel constatar nas estradas "veiculos colados" em alta velocidade.
Lição número um: mantenha distância do veículo que vai à frente...
Esta informação "complementar" poderia ser gravada nas escalas dos velocímetros, mas tem uma série de ressalvas.

A tecnologia do freio é de 1993, e é válida para um carro de passeio bem regulado, além dos testes terem sido feitos em condições "ideais".
As condições de atrito do piso variam muito: tipo de asfalto, estrada de terra, chuva, óleo na pista, pedregulhos, areia,  lama no acostamento...
Logo, mesmo para quem tem um sistema de anti-bloqueio de frenagem (ABS), essa escala teria pouco valor.

A segunda tentativa é de uma tabela baseada na "energia cinética", ou seja, a energia acumulada pelo veículo em função de seu movimento, apresentada na seguinte fórmula:

e = mv2 / 2

onde:
e = energia, dada em joules;
m = massa total do veículo, em kilogramas;
v2 = velocidade ao quadrado, dada em metros por segundo.

Nessa situação teríamos a seguinte tabela:

velocidade km/h            automóvel 800 kg        caminhão 40.000 kg

40                                 49.382 joules               2.469.135 joules

120                               444.444 joules             22.222.222 joules

Entendeu agora por que a relação de velocidade / distância de frenagem não é linear ?
Na composição da fórmula de energia, a velocidade é elevada ao quadrado (v2). Desta maneira quando a velocidade é triplicada a energia acumulada pelo veículo aumenta em nove vezes.
Mas, para onde vai essa energia quando o veículo é frenado?


Toda a energia cinética do veículo é transformada em calor nos freios, em questão de segundos.  Logo, não abuse dos freios para não correr o risco de "fritá-los". Nunca dispense o "freio-motor". Viage sempre com o motor engrenado.
Embora bastante interessante, essa tabela não seria "universal", pois varia com a massa de cada veículo.

Vamos tentar uma nova tabela, novamente buscando subsídios na Física.

e = mv2 / 2 (já explicada)
mas também,

e = mgh

onde:
e = energia, dada em joules;
m = massa, dada em kilogramas;
g = "força" da gravidade ( no planeta terra, a média é de 9,8 newtons / kg );
h = ganho de altura, dado em metros.

A idéia é saber quantos metros altura pode subir um veículo numa certa velocidade.

Digamos que o veículo esteja iniciando a subida de uma ladeira. Quandos metros de altura poderá alcançar, caso desligue o motor e vá apenas pelo "embalo", ou seja, transforme toda a energia cinética em ganho de altura?


Os cálculos são teóricos. Mas se os pneus estiverem bem calibrados (duros como pau), as rodas alinhadas e o coeficiente de penetração aerodinâmica for próximo de zero, é possível que o resultado prático chegue bem próximo do teórico.
Não recomendamos tal experiência em vias públicas, pelo risco que ela representa...

velocidade                 carro de passeio          caminhão                       altura

40 km/h                    49.382 joules               2.469.135 joules            6,3 m

120 km/h                  444.444 joules             22.222.222 joules          57 m

Chegamos a uma tabela "universal" para o nosso velocímetro, independente do veiculo utilizado.


Ao observar a tabela acima, notamos que um veículo a 120 km/h tem energia acumulada suficiente para subir uma rampa de 57 metros de altura, independente de sua massa.


É como se os veículos fossem içados por um guincho, do solo ao terraço de um prédio de 17 andares.


Não é difícil de entender por que, em muitos acidentes, os veiculos "voam" (literalmente).


Muito cuidado ao pisar no acelerador...


Um velocímetro diferente - Tabelas complementares

(publicada aqui por falta de espaço a cada "janela do blog")

I - Espaço de Frenagem (sem travamento das rodas)

Variação da velocidade real (km/h)    Distância (m)

40 - 0                                              7,6

60 - 0                                              17,2

80 - 0                                              30,6

100 - 0                                            47,8

120 - 0                                            68,8



II - Ganho de altura em função da velocidade:



velocidade               carro de passeio               caminhão                    altura

20 km/h                  12.345 joules                    617.283 joules            1,6 m

40 km/h                  49.382 joules                    2.469.135 joules         6,3 m

80 km/h                  197.530 joules                  9.876.543 joules         25 m

120 km/h                444.444 joules                  22.222.222 joules       57 m

A título de curiosidade, a 120 km/h um caminhão acumula a energia necessária para manter uma lâmpada de 60 watts acesa durante 102 horas, ou um banho de chuveiro de mais de uma hora na posição "inverno". Imagine o que isso significa em aumento de temperatura nas lonas dos freios...