A Física dos Pneus
- 6 years ago
A Física dos Pneus
Se a força de atrito não depende da área de contato entre o pneu e o solo, por quê é mais fácil pedalar uma bicicleta quando o pneu está bem cheio?
Não sabe a resposta? Relaxa... reVisão explica ;)
É verdade, sentimos dificuldade em pedalar quando o pneu está murcho. Mas isso não acontece por que o atrito é maior. Isso tem a ver com torque.
Quando queremos que alguma coisa gire em torno de um eixo fixo (uma porta ao abrir, por exemplo), aplicamos uma força. Dependendo de onde aplicamos essa força, estabelecemos um torque diferente. Isso porque o torque depende da força aplicada e do braço de alavanca que nada mais é do que a distância entre a linha de aplicação da força e o eixo fixo de giro.
Quanto maior a alavanca, menor a força exigida para fazer o corpo girar. Por isso a maçaneta da porta fica longe da linha das dobradiças. Agora vamos comparar um pneu cheio e um pneu murcho.
Além da força de atrito, há outras duas forças no pneu (roda)... O peso “P” sobre ele distribuído, no seu centro de massa, e a força normal “N”, que nada mais é do que a força que o pneu recebe do solo, anulando o peso. Não fosse assim o carro afundaria. Essa força normal é sempre perpendicular à superfície de contato e, no pneu cheio (que no caso ideal toca apenas num ponto do chão), acaba passando exatamente pelo centro do pneu. Toda força que passa pelo centro de rotação não causa torque. Sendo assim, no pneu cheio o peso e a normal não influenciam no torque. Para o pneu murcho a situação muda um pouco. A parte deformada, amassada contra o chão, é um pouco maior na metade dianteira do pneu, já que ele amassa primeiro esse lado. E isso faz com que a força que o pneu recebe do solo (normal “N”) se desloque um pouco à direita.
Se a força N já não passa mais pelo centro do pneu, quer dizer que ela causa um torque nessa situação... e um torque que se opõe ao movimento de rotação (como alguém empurrando a porta no sentido contrário do seu). Ou seja, o pneu murcho dificulta o movimento, mas não porque o atrito é maior e sim porque ele provoca um torque que se opõe ao movimento.
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Quanto maior a alavanca, menor a força exigida para fazer o corpo girar. Por isso a maçaneta da porta fica longe da linha das dobradiças. Agora vamos comparar um pneu cheio e um pneu murcho.
Além da força de atrito, há outras duas forças no pneu (roda)... O peso “P” sobre ele distribuído, no seu centro de massa, e a força normal “N”, que nada mais é do que a força que o pneu recebe do solo, anulando o peso. Não fosse assim o carro afundaria. Essa força normal é sempre perpendicular à superfície de contato e, no pneu cheio (que no caso ideal toca apenas num ponto do chão), acaba passando exatamente pelo centro do pneu. Toda força que passa pelo centro de rotação não causa torque. Sendo assim, no pneu cheio o peso e a normal não influenciam no torque. Para o pneu murcho a situação muda um pouco. A parte deformada, amassada contra o chão, é um pouco maior na metade dianteira do pneu, já que ele amassa primeiro esse lado. E isso faz com que a força que o pneu recebe do solo (normal “N”) se desloque um pouco à direita.
Se a força N já não passa mais pelo centro do pneu, quer dizer que ela causa um torque nessa situação... e um torque que se opõe ao movimento de rotação (como alguém empurrando a porta no sentido contrário do seu). Ou seja, o pneu murcho dificulta o movimento, mas não porque o atrito é maior e sim porque ele provoca um torque que se opõe ao movimento.
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