Muitas pessoas ainda se espantam com o fato de um passageiro sair ileso de um acidente de carro enquanto o veículo onde estava teve perda total. Essas pessoas talvez considerem, equivocadamente, que os carros mais seguros são os que têm as estruturas mais rígidas, ou seja, estruturas que, durante uma colisão, apresentam menor deformação. Na verdade, o que ocorre é o contrário. Por isso, a partir de 1958, passaram a ser produzidos carros com partes que se deformam facilmente.
DAY, C. Crumple Zones. Disponível em: https://pubs.aip.org. Acesso em: 2 jul. 2024 (adaptado).
Assim, além dos cintos de segurança e dos airbags, os carros modernos passaram a contar com o dispositivo de segurança conhecido como crumple zone (região deformável, em inglês), conforme a figura.
Momentum and Car safety. GCSE Physics Revision. Disponível em: www.shalom-education.com. Acesso em: 5 jul. 2024 (adaptado).
Considerando o carro, seus ocupantes e o muro da figura como um sistema isolado, o crumple zone aumenta a segurança dos passageiros porque, durante uma colisão, a deformação da estrutura do carro
- A
aciona os airbags do veículo.
- B
absorve a energia cinética do sistema.
gabarito - C
consome a quantidade de movimento do sistema.
- D
cria uma barreira de proteção para seus ocupantes.
- E
diminui a velocidade do centro de massa do sistema.
Resolução
A questão aborda o conceito de segurança veicular, especificamente a função das "crumple zones" (zonas de deformação) em um carro durante uma colisão. Essas zonas são projetadas para deformar-se de maneira controlada durante um impacto, absorvendo a energia cinética do sistema (carro e ocupantes) e, assim, protegendo os passageiros.
Quando um carro colide com um obstáculo, como um muro, a energia cinética do carro precisa ser dissipada para reduzir a força do impacto sobre os ocupantes. A energia cinética \(E_k\) de um objeto em movimento é dada pela fórmula:
E_k = /frac{1}{2}mv^2
onde \(m\) é a massa do objeto e \(v\) é a velocidade.
Durante uma colisão, a crumple zone se deforma, aumentando o tempo de duração do impacto. De acordo com o princípio do impulso, a força média \(F\) exercida durante a colisão é inversamente proporcional ao tempo \(\Delta t\) de duração do impacto:
F = /frac{/Delta p}{/Delta t}
onde \(\Delta p\) é a variação do momento linear.
Ao aumentar o tempo de impacto \(\Delta t\), a força média \(F\) exercida sobre os ocupantes é reduzida, diminuindo a probabilidade de lesões graves. A deformação controlada da crumple zone permite que a energia cinética seja absorvida de maneira mais eficiente, convertendo-a em trabalho de deformação do material da zona de impacto, em vez de ser transferida diretamente aos ocupantes.
Portanto, a crumple zone aumenta a segurança dos passageiros ao absorver a energia cinética do sistema durante uma colisão, reduzindo a força do impacto sobre os ocupantes e minimizando o risco de lesões.