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METODOLOGIAS DE CÁLCULOS PARA
RECONSTRUÇÃO DE ACIDENTES DE
TRÂNSITO – NÍVEL 3
MODELO 29: INTRODUÇÃO AOS MODELOS DE
DEFORMAÇÃO PARA RECONSTRUÇÃO DE
ACIDENTES DE TRÂNSITO
A reconstrução das colisões de veículos é um capítulo da Accidentología que aproveita a utilidade de princípios físicos para poder inferir, a partir de evidências, variáveis da dinâmica dos veículos dentro do processo da colisão. Tudo isto no marco da reconstrução do fato, algo indispensável para a valorização dos aspectos técnicos do sucesso que incidiram na produção do mesmo.
A utilidade dos princípios físicos para entender como se sucedem as colisões de veículos automotivos, tem sido desde o princípio desta disciplina - a Accidentología - o caminho mais sério e que mais benefícios tem aportado à administração da justiça e às políticas de prevenção.
Mediante o modelo físico , se tem conseguido isolar o fenómeno da colisão veicular, para poder ser compreendido e estudado metodicamente. Contudo, e apesar do grande desenvolvimento que tem tido a física e a tecnologia numérica em nossos tempos, a realidade crua no processo de reconstrução de uma colisão, segue revelando uma grande quantidade de problemas que pouco, ou lentamente, podem ser resolvidos com a física.
Muitos cientistas têm desenvolvido sistemas de modelações físicas que, desde a teoria, funcionariam para entender melhor o que acontece numa colisão de veículos. Mas a debilidade do procedimento de “alimentar” estes modelos, não permite que transpassem sua condição de “teórico”.
A reconstrução de colisões de veículos segue apresentando um desafio tecnológico para poder adquirir a suficiente informação aproveitável mediante a modelagem física. Nas colisões cotidianas os “dados” não estão escritos no cenário do sinistro, nem se encontram inscritos em nenhum informe.
Os modelos físicos apresentam variáveis que devem ser calculadas. Estes dados devem identificar-se mediante alguma tecnologia. Diante desta necessidade e avaliando os resultados das colisões nos cenários do sinistro, não são muitas as evidências que podem adquirir a condição de dado físico que alimenta um modelo; e as poucas que há, devem ser bem aproveitadas. É aqui onde surge a necessidade de abordar uma tecnologia que permita estudar esta evidência tão persistente nas colisões: as deformações residuais.
Lista de símbolos utilizada na bibliografia
americana:
c: medida de deformação residual. Corresponde a inicial da palavra "crush" = dano ou deformação.
w: largura de deformação. Corresponde a inicial da palavra "width" = largura.
W: peso em libras força. Corresponde a inicial da palavra "Weigh" = peso.
Vo': velocidade posterior ao impacto contra barreira rígida.
EBS: velocidade equivalente à barreira rígida.
EBSe: velocidade equivalente à barreira rígida standard.
EBSc: velocidade equivalente à barreira rígida corrigida.
M: massa em quilogramas.
Vi: velocidade de impacto em km/h ou m/s.
A energia é uma grandeza escalar que é frequentemente analisada nas colisões em virtude do princípio de conservação da energia, de maneira que se possa quantificar a quantidade de energia que se transforma ou dissipa num choque, a partir de diferentes tipos de trabalhos que realizam os veículos e objetos envolvidos no processo de colisão, centra-se no trabalho de atrito. Uma das formas de transformação da energia de um veículo que desenvolve uma colisão se concentra no trabalho de atrito.
Da nossa parte, é interesse deste livro analisar a transformação ou mudança de energia cinética que desenvolve um veículo, como trabalho de deformação de sua estrutura.
Por tal motivo, podemos expor um conceito físico de partida.
Onde: ∆E: ou diminuição da energia cinética que desenvolve o veículo, T: trabalho efetuado que provoca a variação da energia.
No ensino médio, aprendemos que “o trabalho é igual à força aplicada multiplicada pela distância”; expressado isto numa equação teremos:
O trabalho também é uma grandeza escalar que resulta de multiplicar dois vetores escalares: forças e deslocamento. Esta expressão primitiva de trabalho é correta si considerarmos que a grandeza da força F é uma constante aplicada na mesma reta de ação que o deslocamento co. Porém, se o módulo da força varia em função do tempo ou do deslocamento, a expressão primitiva de trabalho e energia que aprendemos, já não é suficiente.
E T
T F c
Que forças da natureza atuam com intensidade variável?
A força que comprime uma mola é um exemplo de uma grandeza variável, posto que a intensidade de dita força incrementa-se proporcionalmente na medida em que se comprime mais a mola. Isto é conhecido como a Lei de Hooke, cuja expressão vem dada da seguinte maneira:
Onde: k: constante de elasticidade da mola. c: encurtamento da mola.
Se a expressão de Hooke fosse colocada num gráfico como uma função, teríamos o seguinte. Ver Figura A.
Figura A: Lei de Hooke.
Na figura acima, a linha vermelha representa a Lei de Hooke, a inclinação de dita reta representa k , o módulo de elasticidade da mola. A inclinação também é igual à tangente trigonométrica do ângulo que conforma a reta com o eixo das abscissas(β).
F k c
integrais definidas, que constituem as ferramentas para encontrar a área debaixo das funções de força.
Por último, como a variação de energia é igual ao trabalho realizado pela força, podemos finalmente definir a dita variação da seguinte maneira:
E c
c F (^) ( ) s s
d
