A Física no Freio ABS

O sistema de freios é uma das partes mais importantes de um veículo. Dentro dos diferentes tipos de sistemas de freio os mais comuns em carros são o freio convencional à disco e o do tipo ABS. O freio ABS é mais eficiente que o freio convencional por permitir maior controle por parte do motorista, uma vez que não causa o travamento das rodas. O sistema de freio antitravamento, tradução em português para a sigla ABS, para aos poucos o veículo e diminui o espaço de frenagem, elevando a eficiência da direção. 

O espaço de frenagem é significativamente reduzido por conta da diferença existente entre os chamados coeficiente de atrito estático (μ_e) e coeficiente de atrito dinâmico (μ_d). A força de atrito surge quando há contato entre uma superfície e um objeto e deve-se à rugosidade existente entre os dois, sendo chamada de atrito estático quando o objeto está em repouso e de atrito dinâmico, ou cinético, quando o objeto se movimenta. Os valores dos coeficientes de atrito dinâmico são sempre menores que os valores dos coeficientes de atrito estático. Existe uma equação, cuja demostração está baixo, que determina o espaço de frenagem. Veja:

Partindo da segunda lei de Newton, temos: F_R = m.a

Sabendo que a força resultante sobre os pneus é a força de atrito :μ.N = m.a

Supondo a superfície plana, a normal será igual ao peso, logo: μ.m.g = m.a

Portanto, definimos a aceleração como: μ.g = a (1)

A partir da equação de Torricelli, temos: v ² = v₀ ² + 2.a.Δs (2)

Agora iremos considerar a velocidade final como nula e a aceleração como negativa, já que se trata de uma diminuição de velocidade, portanto: 2.a.Δs = v₀ ² (3)

Finalmente, iremos substituir a equação 1 na equação 3, onde encontraremos o espaço de frenagem (Δs):

Δs =       V₀ ²     
       2.μ.g

Observe que existe uma relação inversamente proporcional entre o coeficiente de atrito μ e o espaço de frenagem Δs, logo, quanto maior for o coeficiente de atrito, menor será o espaço de frenagem. Como os freios convencionais, ao serem acionados bruscamente, causam o travamento das rodas, ocasionando deslizamento, o atrito em questão é o dinâmico. Já os freios ABS impedem o deslizamento, atuando então o atrito estático. Como o atrito estático é maior, o espaço de frenagem para o freio ABS será sempre menor, podendo evitar colisões em caso de acionamento de emergência dos freios.

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