Energia Cinética e Térmica - 10ª Série

Energia Cinética

• A equação que representa a energia cinética de um objeto é EC = 1/2 * m * v², onde EC é a energia cinética, m é a massa do objeto e v é a velocidade.
• Aumento na velocidade resulta em um aumento na energia cinética, devido à relação quadrática entre velocidade e energia cinética.

Calor e Temperatura

• A geração de calor entre superfícies indica que um corpo está transferindo calor para o outro, o que pode resultar em um aumento da temperatura do corpo que recebe o calor.

Atrito nos Sistemas de Freio

• O atrito nos sistemas de freio é crucial para converter a energia cinética do veículo em calor, desacelerando-o.
• O coeficiente de atrito representa a razão entre a força de atrito e a força normal entre as superfícies em contato.
• Os materiais utilizados nos sistemas de freio devem ter um alto coeficiente de atrito para garantir a eficiência da frenagem.
• Fatores como o desgaste das pastilhas de freio, a temperatura excessiva e a contaminação do fluido de freio podem causar fadiga nos componentes do sistema de freio.

Atrito Estático e Dinâmico

• Atrito estático é a força que impede o movimento de um objeto em repouso, enquanto a força aplicada é menor que a força de atrito estático.
• O coeficiente de atrito estático é geralmente maior que o coeficiente de atrito dinâmico.
• Quando a força aplicada supera a força de atrito estático, o objeto começa a se mover e o atrito em ação passa a ser o atrito dinâmico.
• A função do atrito dinâmico é resistir ao movimento de um objeto em movimento.

Eficiência do Sistema de Freios

• A eficiência do sistema de freios de um veículo depende dos coeficientes de atrito entre as pastilhas de freio e os discos ou tambores, pois esses coeficientes influenciam a força de frenagem.
• Ao pressionar o pedal de freio, o fluido de freio é pressurizado, atuando sobre as pastilhas ou sapatas, que pressionam os discos ou tambores, gerando atrito e desacelerando o veículo.
• Um coeficiente de atrito muito baixo pode resultar em frenagem ineficaz, aumentando o tempo de frenagem e a distância percorrida para parar o veículo.
• A frenagem do veículo depende principalmente do coeficiente de atrito entre as pastilhas de freio e os discos ou tambores.

Circuitos Hidráulicos

• Em um circuito hidráulico, a relação entre força, pressão e área é dada pela equação: Pressão = Força / Área.
• A pressão em um circuito hidráulico fechado é transmitida igualmente em todos os pontos do fluido.
• Aumentar a área de aplicação em um sistema hidráulico resulta em uma força maior, mas a pressão permanecerá a mesma em todo o sistema.
• Uma força de 50 Kgf atuando em uma área de 5 cm² gera uma pressão de 10 Kgf/cm².
• Uma pressão de 10 Kgf/cm² aplicada em uma área de 200 cm² gerará uma força resultante de 2000 Kgf.

Princípios Hidráulicos

• Em um sistema hidráulico, o volume de fluido deslocado por um êmbolo é igual ao volume deslocado pelo outro êmbolo, independentemente de sua área.
• O deslocamento do êmbolo 2 será de 10 cm se o deslocamento do êmbolo 1 for de 10 cm, desde que o volume de fluido deslocado seja o mesmo em ambos os êmbolos.
• Multiplicar a força em um sistema hidráulico é possível devido ao princípio de Pascal, que afirma que a pressão aplicada a um fluido confinado é transmitida igualmente em todas as direções.
• **A fórmula para calcular o volume deslocado é Volume deslocado = Área do êmbolo * Deslocamento do êmbolo.

Fluido de Freio

• **O fluido de freio não contém água. O fluido de freio deve ser à base de glicol, éter ou silicone.
• A norma brasileira NBR 9002 é mencionada para classificar os fluidos de freio.
• **A degradação do fluido de freio pode ser causada pela umidade, calor e contato com o ar, diminuindo sua eficiência.
• **Misturar fluidos de freio de diferentes classificações pode resultar em degradação do fluido, diminuição da eficiência de frenagem e danos no sistema de freio.

Sistemas de Frenagem

• O cálculo de D₂ (deslocamento do êmbolo 2), com área de 200 cm² e volume deslocado de 50 cm³, resulta em um deslocamento de 0,25 cm (D₂ = Volume deslocado / Área do êmbolo 2).
• A troca do fluido de freio deve ser realizada periodicamente para garantir o bom funcionamento do sistema de freio.
• As normas DOT, FMVSS 116, SAE J1703, ISO 4925 e NBR 9002 são exemplos de normas que classificam fluidos para freio.

Tubulações de Freio

• **O tubo interno em polímero nas tubulações de freio flexíveis tem a função de confinar o fluido de freio, resistindo à pressão e flexões do tubo.
• A válvula de redução de pressão nos sistemas de frenagem libera o fluido de freio automaticamente quando a pressão atinge um limite pré-definido.
• **A capa externa das tubulações de freio protege o tubo interno contra danos externos, como abrasão e corrosão.

Válvulas do Sistema de Freio

• A válvula reguladora de frenagem controla a pressão do fluido de freio para cada roda, ajustando a força de frenagem para cada eixo.
• A configuração mais comum dos circuitos de freio duplos é diagonal, onde cada circuito controla dois freios em eixos opostos para garantir a melhor segurança em caso de falha.
• A válvula corretora de frenagem sensível à carga ajusta a pressão do fluido de freio para cada eixo de acordo com a carga do veículo, garantindo a frenagem uniforme e evitando a perda de estabilidade durante a frenagem.
• A parte das tubulações responsável por suportar a alta pressão do fluido é a capa externa das tubulações de freio flexibles, que resiste a pressão e abrasão.

Teste seus conhecimentos sobre energia cinética e térmica. Explore como a variação da velocidade afeta a energia cinética e a transferência de calor entre corpos. Entenda a importância do atrito em sistemas como os freios de veículos.