P&D de Veículos
Os veículos têm diversos componentes de segurança, sendo um dos principais o sistema de freios, que pode
ser a disco ou a tambor, com acionamento hidráulico, pneumático e/ou sistemas ABS. No sistema de freio a
tambor, a frenagem ocorre quando as pastilhas de freio são pressionadas contra um tambor de freio que
está preso à roda. O sistema de freio a disco, por outro lado, funciona com um disco de freio preso à roda e
pastilhas de freio que são pressionadas contra o disco para desacelerar o carro. Quando o motorista pisa no
pedal do freio, um pistão é acionado e empurra as pastilhas de freio contra os discos (ou tambores) de freio,
criando atrito e desacelerando o carro. O fluido de freio também desempenha um papel importante no
sistema, transmitindo a força do pedal de freio para as pastilhas de freio.
O sistema de frenagem também é equipado com um sistema de assistência ao freio, como o sistema ABS
(Sistema de Freios Antibloqueio), que ajuda a prevenir o bloqueio das rodas e permite que o motorista
mantenha o controle do veículo durante a frenagem. Além do sistema de frenagem do veículo, aconselha-se
aos condutores realizarem a técnica de freio motor, a qual diminui a velocidade do veículo sem precisar
utilizar os freios de forma intensa; o freio motor é realizado ao desacelerar o veículo por meio da redução
de marchas, aproveitando a resistência oferecida pelo motor e pela transmissão para diminuir a velocidade
do veículo.
Ao ser contratado(a) por uma nova montadora de veículos, você tem um novo projeto junto à equipe de
Pesquisa e Desenvolvimento da empresa para analisar os sistemas de frenagem já existentes e propor
melhorias/atualizações. Nos sistemas de frenagem, diversas são as variáveis que influenciam o
desenvolvimento de diferentes tecnologias, como, por exemplo, tempo de frenagem, possibilidades de pista
molhada/escorregadia, peso do veículo, durabilidade do equipamento, probabilidade de falhas, otimização
de energia etc. São variadas as possibilidades de análises e algumas delas são apresentadas a seguir:
1. Testes com um sistema de frenagem já aplicado nos veículos atuais da montadora em que você está
atuando apresentam os seguintes resultados: o veículo de, aproximadamente, 1100 kg iniciou no repouso e,
em seguida, é acelerado uniformemente por 15 segundos, atingindo a velocidade de 30 m/s. Ao atingir essa
velocidade, o veículo é freado e atinge o repouso 20 segundos após o início do movimento.
a) Faça o gráfico de velocidade em função do tempo para o movimento descrito, apresentando, no gráfico,
o tipo de movimento (progressivo, retrógrado, acelerado, retardado).
b) Calcule a distância total percorrida por esse veículo.
c) Qual é a força do sistema de frenagem, considerando que a força de desaceleração foi totalmente
resultante dos freios? Justifique o sinal (+ ou -) da sua resposta.
d) Nos sistemas internos do veículo, após finalizado o teste, foi observado que o freio motor (sistema de
redução de marchas) realizou trabalho com intensidade de 99000 J. Assim, conclui-se que a força do sistema
de frenagem foi menor que a observada anteriormente, devido à dissipação de energia por aquecimento. A
partir dessas informações, qual é a porcentagem de dissipação de energia do sistema de frenagem?
2. Em outro teste em pistas controladas, um veículo (A) com massa de 1200 kg se movendo a 200 km/h
velocidade inicia frenagem com máxima capacidade, reduzindo sua velocidade. Entretanto, em sua frente,
há um veículo (B) com massa de 4000 kg e sem velocidade. Há a colisão frontal entre A e B e, após a colisão,
os dois veículos se movem juntos com velocidade de 36 km/h. Qual é a variação de velocidade que a
frenagem foi capaz de realizar no veículo A imediatamente antes da colisão?
