Lei da ação e reação
Muitas pessoas acham que o carro é apenas conduzido, sem reação da interação com quem dirige, engana-se.
Cada veículo tem sua maneira de reagir as ações ou forças aplicadas pelo motorista. Só há algo que é comum a todos: nenhum deles é contrário as leis da física.
Ao se deslocar, o automóvel está sob a ação de forças em três planos: longitudinal, lateral e vertical (representados em gráfico pelos eixos X, Y e Z), com variação de intensidade, direção e sentido.
Quando o carro faz a curva, a reação é influenciada pela soma das forças nos três planos: a aceleração no longitudinal, a força centrífuga no lateral (que expulsa o carro da trajetória) e a chamada força-peso que atua no vertical.
As forças têm atuação constante e cada parte do veículo pode sofrer vários estímulos ao mesmo tempo. Quando ocorre frenagem, por exemplo, enquanto o carro pára com a intervenção do freio, a suspensão deve aguentar o aumento do peso para o eixo dianteiro. Assim também é numa curva, quando a direção muda a posição das rodas e os pneus atritam com o piso, ocorre um deslocamento da carroceria para a lateral.
Toda força aplicada e os efeitos causados no carro dependem não só da situação como também do veículo. São algumas características que influenciam o comportamento do carro: dimensões, peso, aerodinâmica, distribuição de massas, centro de gravidade (ponto que teoricamente concentra a massa) e tendência à rolagem (inclinação da carroceria).
• VEÍCULOS SUBESTERÇANTES
Normalmente hoje os veículos são projetados para que, em casos como na curva, eles deslizem ou escapem de frente (carros subesterçantes) ao invés de ser pela traseira, como fazem os sobresterçantes. Essa ação é independente da tração ser traseira ou dianteira. Se o carro tiver tração atrás só pode deslizar de traseira se for provocado, pois se conduzido normalmente a suspensão é desenvolvida para arrastar a frente é movida para a frente. Os modelos chamados subesterçantes são considerados mais seguros por serem mais fáceis e também mais previsíveis de controlar, quando começam a perder a trajetória. O condutor somente precisa aliviar o pé no acelerador, o que já é uma ação normal, e continuar girando o volante na direção da curva, para controlar a manobra e corrigi-la. Já os sobresterçantes possuem uma reação imprevisível, além de pedir que o condutor gire a direção no sentido oposto ao da curva. A contraesterço é uma manobra difícil de ser realizada e por isso necessita ser treinada.
O certo seria um equilíbrio entre os eixos e transmissão nas quatro rodas do veículo. Mas com isso, o custo seria maior (para produzir e para usar, pois o consumo também aumenta) sem que seja sempre necessário, então as fábricas tentam deixar os projetos equilibrados na medida do possível, com a utilização de transmissões traseiras, motores dianteiros ou abrindo mão das formas de controle. Para evitar que o carro saia da trajetória, são utilizados os sistemas eletrônicos de estabilidade que monitoram a velocidade das rodas, a posição do volante e o ângulo de viragem da carroceria sobre seu eixo. Os diferentes sistemas eletrônicos auxiliam o motorista diminuindo as consequências das forças aplicadas sobre os carros. O conhecido freio ABS administra a aderência dos pneus ao piso, controlando a força aplicada pelas pastilhas nos discos para impedir das rodas travarem, pois é nesse momento que a aderência é alterada. O controle da força também evita o torque excessivo para que as rodas não girem em falso, sem encostar na pista.
Alguns motoristas que gostam de dirigir de forma esportiva costumam reclamar da vigilância eletrônica, pois esses sistemas não possibilitam tanto algumas manobras de correção no momento que o carro ultrapassa seu limite físico. Por outro lado, quando as fábricas falam da eletrônica, ela pensa na segurança, uma vez que esses sistemas só trabalham quando o carro chega ao limite, o que nesse caso, o melhor é não contar só com as habilidades dos motoristas.
• DECOLAGEM
Quem está conduzindo o veículo consegue perceber as leis da física trabalhando em todas as direções. De acordo com a professora Thais Russomano e também coordenadora do Centro de Microgravidade da PUC do Rio Grande do Sul, existem três eixos em que a força G, da gravidade, pode incidir: o Z (da cabeça para os pés), o X (do tórax para as costas) e o Y (nas laterais). Ao acelerarmos e estarmos dentro co carro, essa força começa a atuar no eixo X, já uma força que é o oposto dessa, que chamamos inercial, faz com que o corpo, os órgãos internos, incluindo o cérebro, sejam jogados para trás, em direção ao encosto do banco do carro, porém dificilmente traz problemas à saúde. Alguns sintomas como dor no peito e dificuldades com a respiração apenas são mencionados em caso de exposição às forças G de inércia, é maior como em decolagem de naves espaciais.
Quando ocorre frenagem, o organismo do condutor é empurrado para a frente. Nesse caso, é a força da gravidade que está atuando no eixo X, porém no sentido oposto ao da força inercial. Dessa forma, se a frenagem for brusca , pode causar dores de cabeça e lesionar vasos cerebrais, ocasionando hematomas, hemorragias ou até aneurismas nos casos mais grave, sem que haja colisão. Ao fazer uma curva, são as forças laterais que entram em ação. O corpo, os órgãos internos e o cérebro serão empurrados para a direção oposta à que foi tomada pela curva.
Finalmente, existe uma vibração que atua na vertical. É aquela causada por desnível do piso ou irregularidades do carro e essa é uma das forças que mais agridem o organismo, principalmente para aqueles que dirigem por muitas horas seguidas. As reações do corpo são sentidas a longo prazo. O médico Dirceu Rodrigues Alves Júnior, diretor do departamento de Medicina Ocupacional da Associação Brasileira de Medicina de Tráfego (Abramet), afirma: “como essa força atua sobre as juntas e articulações, o condutor pode apresentar fadiga, dores e problema na coluna e varizes. Alguns sintomas como tontura, mal estar, enjoo, sudorese, até vômito podem ocorrer também, mas por causa dos sacolejos do carro”. Os especialistas chamam de cinetose.
• REFLEXOS
Veja o desenho sugerido com o objetivo de ilustrar uma situação limite em que diferentes forças atuam juntas sobre o veículo que não conta com sistemas eletrônicos. É o caso de uma manobra de grande risco na qual o condutor só dependerá da própria sorte e habilidade.
• FREIO
Ao pisar no freio, o condutor está promovendo dois pontos de força em momentos diferentes. O primeiro é quando as pastilhas aplicam força nos discos para que esses parem de girar. O segundo ocorre entre os pneus e o piso. Quando o motorista pára de acelerar, por causa da inércia o carro ainda tenderá a continuar em movimento. Essa força que o sistema fará para parar o carro, nunca deve ser maior do que a força que os pneus aplicam sobre o asfalto. Se isso acontecer, as rodas travarão e os pneus arrastarão sobre o piso, o que deixará o carro sem o controle de direção, pois faltará atrito entre a banda de rodagem e a estrada.
• SUSPENSÃO
No eixo vertical, a suspensão sustenta o peso do veículo e as reações do piso (mesma direção, sentido contrário). No eixo longitudinal (eixo imaginário que corta o veículo da dianteira até a traseira, ou da traseira para a dianteira), o conjunto recebe todo o peso da carroceria, sempre ao freiar ou acelerar. Ao freiar o peso todo é transferido para a dianteira. Já o caso das arrancadas, é para a traseira. Nas curvas também existe transferência de peso lateralmente.
• DIREÇÃO
Através da direção, o condutor pode perceber as reações dos pneus dianteiros no piso, o trabalho da suspensão e a atuação dos freios. Quando o carro faz a curva, o condutor pode sentir as forças laterais e a tendência que o carro tem de escapar. A tendência da direção é deixar os pneus sempre descreverem uma a trajetória em linha reta, por causa da geometria da suspensão.
• PNEUS
São os pneus que passam o torque do motor para a pista, o que faz com que empurre o asfalto para trás e impulsione o veículo para frente. O sentido dessas forças se inverte com as frenagens. Quando o veículo faz a curva, os pneus atuam sob forças laterais (centrífuga e centrípeta). Se a capacidade de aderência do pneu é menor que a força lateral aplicada, o carro pode derrapar.
• CARROCERIA
A carroceria sofre os esforços das peças apoiadas na estrutura, como motor e suspensão, além de receber as forças laterais que provocam o rolling nas curvas; de torção, isso acontece quando passa por desníveis que não são absorvidos pela suspensão.
• MOTORISTA
No momento de uma curva feita para a direita e de frenagem como esta, o corpo e todos os órgãos internos são empurrados para a frente e deslocados ao mesmo tempo para a esquerda pelas forças laterais. Se o caso fosse a manobra para a esquerda, o corpo e os órgãos iriam para a direita. Na aceleração, a mesma força proveniente da desaceleração atua no condutor, só que nesta situação, é no sentido oposto ao da frenagem. Por esse motivo que geralmente ficamos colados no encosto do carro nessa hora. Apesar das reações acima não terem a ver com a gravidade, alguns sintomas como mal-estar, náuseas, tonturas e vômitos podem também ser causados apenas pelo movimento do carro.
• POSSÍVEIS REAÇÕES DO NOSSO ORGANISMO
Cinetose é como os médicos chamam os sintomas como enjoo e vômito. Isso acontece por causa de um conflito entre o que os olhos veem e o que o labirinto (1) detecta, esta parte interna do ouvido que é ligada ao equilíbrio corporal. Geralmente isso acontece com quem lê dentro de um veículo em movimento, pois quando a visão está focada na leitura, não percebe que o carro se move. Porém, o sistema vestibular, no ouvido, percebe que algo se mexe. Essa percepção ocorre graças à endolinfa, um líquido que circula nas três estruturas semicirculares (2) e no chamado vestíbulo (3), que juntos formam o labirinto. Conforme o carro se move, a endolinfa começa a se movimentar. Isso faz com que as células sejam estimuladas a enviar uma mensagem (4) ao cérebro, para informar que o corpo está em movimento, mas a visão não está percebendo isso. É esse descompasso que causa mal-estar nas viagens.
Fonte: Quatro Rodas - Ano 51 - Edição 618 - Junho/2011
Equipe Gilson Pneus
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Matéria publicada dia 14/06/2011
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