O peso prejudica a velocidade max? Sim ou não? e porquê?

[Automobilista]

Bom... eu acho que se aumentarmos a escala das coisas se percebe bem que o peso influência a velocidade maxima de um carro.
Temos um carro com 45cv e 800Kg de peso, colocamos-lhe em cima 30.000Kg... chegará à velocidade máxima? provavelmente nem conseguirá andar, logo, em termos práticos (pk de fisica e matemática não pesco nada) o peso influência a velocidade máxima de um carro.

Agora, se estamos limitados a respeitar o peso bruto que vem no livrete, provavelmente chegará a velocidade máxima na mesma... o pior é que a maioria dos carros pequenos se levarem 5 adultos mais uma mala de cada um deles já ultrapassou o peso bruto quase de certeza.

[Mik]

E eu contínuo sem perceber...........

Mas afinal o peso influencia ou não? Eu agradeço as explicações onde se consideram condições ideias, ou onde se considera que não ha deformação ou até mesmo se são ou não valores desprezaveis.

O que eu quero saber é: Se eu pegar em dois carros iguaizinhos e um levar mais 150 ou 200 Kg que o outro, vai haver diferenças, significativas ou não, na velocidade máxima? Considerando o exemplo de um carro numa AE lado a lado separados por uma distância suficiente para que não haja interferências aerodinâmicas de um com o outro.

Em condições ideais, não haverá diferenças significativas.

Se como já referi, apanhares subidas ou descidas, ou o espaço onde a velocidade máxima a atingir for limitado, então sim, poderás notar diferenças.

A velocidades elevadas, praticamente toda a potência do motor é usada para vencer a resistência do ar ...e tanto a potência disponível do motor, como a resistência do ar, são iguais tanto para o mais pesado como para o mais leve, excepto como já referi, se apanhares subidas ou descidas.

Michael

[Indigo]

Sem ler o tópico diria que o mesmo veiculo mas apenas umas centenas de kg mais pesado vai apenas demorar mais tempo a atingir a velocidade máxima.

[Nuno156]

Sem ler o tópico diria que o mesmo veiculo mas apenas umas centenas de kg mais pesado vai apenas demorar mais tempo a atingir a velocidade máxima.

Nesse caso deves ler o tópico...

[Automobilista]

Vamos imaginar:

Uma carrinha, tipo caixa aberta, a circular na sua velocidade maxima numa recta sem fim.
Tranporta um depósito de água de 2000Lts vazio.
A moda dos filmes aproxima-se um helicópetro que lança uma mangueira, tipo reabastecimento em vôo, e começa a encher o dito depósito com água mas sempre a andar à mesma velocidade máxima.
No final a carrinha teria mais 2 toneladas que no inicio.
Iria conseguir a carrinha continuar a manter essa mesma velocidade ou esta iria diminuir à medida que o peso aumentava?

[Nuno156]

Vamos imaginar:

Uma carrinha, tipo caixa aberta, a circular na sua velocidade maxima numa recta sem fim.
Tranporta um depósito de água de 2000Lts vazio.
A moda dos filmes aproxima-se um helicópetro que lança uma mangueira, tipo reabastecimento em vôo, e começa a encher o dito depósito com água mas sempre a andar à mesma velocidade máxima.
No final a carrinha teria mais 2 toneladas que no inicio.
Iria conseguir a carrinha continuar a manter essa mesma velocidade ou esta iria diminuir à medida que o peso aumentava?

Diminuia de velocidade.

[eu]

Iria conseguir a carrinha continuar a manter essa mesma velocidade ou esta iria diminuir à medida que o peso aumentava?

Obviamente, mantinha a mesma velocidade.

[Foliv]

Vamos imaginar:

Uma carrinha, tipo caixa aberta, a circular na sua velocidade maxima numa recta sem fim.
Tranporta um depósito de água de 2000Lts vazio.
A moda dos filmes aproxima-se um helicópetro que lança uma mangueira, tipo reabastecimento em vôo, e começa a encher o dito depósito com água mas sempre a andar à mesma velocidade máxima.
No final a carrinha teria mais 2 toneladas que no inicio.
Iria conseguir a carrinha continuar a manter essa mesma velocidade ou esta iria diminuir à medida que o peso aumentava?

Diminuia.

No diagrama de forças, é certo que a reacção normal e a massa estão no mesmo eixo vertical, e são perpendiculares á força e ao atrito.

Em movimento o somatório das forças é igual ao produto da massa pela aceleração. F= m x a . só daqui já se vê a influencia da massa.

Em movimento, o momento linear é dado por massa X velocidade.

Resumindo, para manter a velocidade seria necessário aumentar a força fornecida pelo motor.

Como o motor neste caso já está no seu máximo, o acréscimo de potencia é impossível pelo que a velocidade diminui.

[LuisCapelo]

mantém basicamente a mesma velocidade.
o aumento de atrito de rolamento é bastante reduzido comparando com o atrito do ar.
e não venham cá falar de inércia, por favor, porque em velocidade estabilizada a inércia tem um papel igual a zero

[ptsyndicate]

Depois de ler tudo, é impressão minha ou há aqui gente que está convencida que a força de atrito só depende do coeficiente de atrito?

[Mik]

Vamos imaginar:

Uma carrinha, tipo caixa aberta, a circular na sua velocidade maxima numa recta sem fim.
Tranporta um depósito de água de 2000Lts vazio.
A moda dos filmes aproxima-se um helicópetro que lança uma mangueira, tipo reabastecimento em vôo, e começa a encher o dito depósito com água mas sempre a andar à mesma velocidade máxima.
No final a carrinha teria mais 2 toneladas que no inicio.
Iria conseguir a carrinha continuar a manter essa mesma velocidade ou esta iria diminuir à medida que o peso aumentava?

Uma vez que o abastecimento de água é feito à mesma velocidade, significa que são mais duas toneladas mas com a mesma inércia.

Podemos assumir que o atrito com o solo poderá ser superior, mas considerando que o factor responsável pelo limite a velocidades elevadas é principalmente a resistência do ar e muito pouco o atrito no solo, a diferença de velocidade máxima seria possivelmente mesurável, mas creio que não seria significativa.

Michael

[Nuno156]

Obviamente, mantinha a mesma velocidade.

Parece que só é óbvio para ti...

Para o resto do pessoal não é óbvio. É Matemático e Físico que diminui.
Aumenta o atrito de rolamento.

[Foliv]

Uma vez que o abastecimento de água é feito à mesma velocidade, significa que são mais duas toneladas mas com a mesma inércia.

Podemos assumir que o atrito com o solo poderá ser superior, mas considerando que o factor responsável pelo limite a velocidades elevadas é principalmente a resistência do ar e muito pouco o atrito no solo, a diferença de velocidade máxima seria possivelmente mesurável, mas creio que não seria significativa.

Michael

Não é a mesma inercia pois estás a fazer variar a massa. A quantidade de movimento linear P=m x v ( massa X velocidade ) logo ao aumentares a massa varias a "inercia"

[Nuno156]

mantém basicamente a mesma velocidade.
o aumento de atrito de rolamento é bastante reduzido comparando com o atrito do ar.
e não venham cá falar de inércia, por favor, porque em velocidade estabilizada a inércia tem um papel igual a zero

Bóing!

Por acaso a inércia aqui também está presente, mas em lugar de jogar
contra o atingir da velocidade máxima, joga contra a diminuição da
velocidade máxima.

Sim, porque a velocidade diminui (como tu próprio sabes apesar de não o
teres admitido de forma óbvia, usando o termo "basicamente" para dizeres
que diminui mas tão pouco que é quase igual).

E diminui de velocidade porque o atrito de rolamento aumenta. Mesmo que
seja insignificante, diminui.

E ao diminuir de velocidade há inércia.

[Nuno156]

Podemos assumir que o atrito com o solo poderá ser superior

Não é só o atrito de rolamento dos pneus no asfalto que aumenta.
As rodas giram em torno de um eixo. Os rolamentos usados entre a roda
e o eixo ficam sujeitos a maior pressão (devido ao maior peso), logo
também a maior atrito.

[RodrigoFernandes]

Para todos os que estudaram física pelo menos até ao 12º ano é muito claro que diminui (façam o diagrana de forças).

Para todos os outros, poderá ser mais complicado perceber porquê...

Vamos imaginar:

Uma carrinha, tipo caixa aberta, a circular na sua velocidade maxima numa recta sem fim.
Tranporta um depósito de água de 2000Lts vazio.
A moda dos filmes aproxima-se um helicópetro que lança uma mangueira, tipo reabastecimento em vôo, e começa a encher o dito depósito com água mas sempre a andar à mesma velocidade máxima.
No final a carrinha teria mais 2 toneladas que no inicio.
Iria conseguir a carrinha continuar a manter essa mesma velocidade ou esta iria diminuir à medida que o peso aumentava?

[eu]

Parece que só é óbvio para ti...

Para o resto do pessoal não é óbvio. É Matemático e Físico que diminui.
Aumenta o atrito de rolamento.

Sim, claro que aumenta o atrito do rolamento.

Mas curiosamente, diminui o atrito aerodinâmico, porque o carro vai baixar.

E a altas velocidades, a maior força de atrito é a aerodinâmica e não o atrito de rolamento. Eu diria que a altas velocidades, o atrito aerodinâmico representa uns 98% das forças de atrito.

[eu]

Para todos os que estudaram física pelo menos até ao 12º ano é muito claro que diminui (façam o diagrana de forças).

Para todos os outros, poderá ser mais complicado perceber porquê...

A questão não é tão simples como pensas...

[RodrigoFernandes]

A questão não é tão simples como pensas...

Então porquê? A força do motor é igual, as forças que contrariam o movimento são superiores (atrito) ou iguais (resistência do ar).

[eu]

Então porquê? A força do motor é igual, as forças que contrariam o movimento são superiores (atrito) ou iguais (resistência do ar).

A maior força a vencer é o atrito aerodinâmico que é fundamentalmente independente do peso. Aliás, com maior peso, este atrito até pode diminuir, na medida em que o carro vai baixar e diminuir a área exposta ao ar.

[RodrigoFernandes]

A maior força a vencer é o atrito aerodinâmico que é fundamentalmente independente do peso. Aliás, com maior peso, este atrito até pode diminuir, na medida em que o carro vai baixar e diminuir a área exposta ao ar.

Diminuir? Então a superfície frontal do carro não é a mesma?

[LuisCapelo]

não, a área frontal diminui porque ficas com os pneus mais cobertos pela carroçaria. (assumindo uma disposição de pesos adequada - pode ocorrer o contrário, que é ter o peso todo atrás, levantar a frente, e perder até capacidade motriz)

[Automobilista]

não, a área frontal diminui porque ficas com os pneus mais cobertos pela carroçaria. (assumindo uma disposição de pesos adequada - pode ocorrer o contrário, que é ter o peso todo atrás, levantar a frente, e perder até capacidade motriz)

Se a tracção for dianteira.
Nesse caso ainda se acrescenta um aumento da superficie frontal e efeito de sustentação.

[Nuno156]

Mas curiosamente, diminui o atrito aerodinâmico, porque o carro vai baixar.

Viva a VDG! O laboratório científico nacional por excelência! Sem dúvida o
mais avançado de Portugal!

É melhor não inventar sobre aerodinâmica.

Se o peso provocar um abaixamento da carroceria, tanto pode prejudicar
a aerodinâmica como melhorar. Cada caso é um caso. Por isso é melhor
não entrar em considerações aleatórias.

Por exemplo:
- o fundo do carro é plano, ou não?
- a extracção na traseira é suficiente, ou não?
- o abaixamento ocorre nivelado às 4 rodas, ou não?

Imagina o caso referido: carrinha de caixa aberta com depósito de àgua
na traseira. Vai perder mais altura na traseira que na frente. Tens a
certeza que isto reduz o drag? Eu não tenho certeza nenhuma.

Assim sendo, não incluas variáveis aleatórias no problema.
Senão ainda começam a incluir o vento, as marés, a gravidade lunar,
as manchas solares, etc.

[LuisCapelo]

sim, estava implícito um aumento da superfície frontal no contra-exemplo ;)

[Automobilista]

Uma vez que o abastecimento de água é feito à mesma velocidade, significa que são mais duas toneladas mas com a mesma inércia.

Podemos assumir que o atrito com o solo poderá ser superior, mas considerando que o factor responsável pelo limite a velocidades elevadas é principalmente a resistência do ar e muito pouco o atrito no solo, a diferença de velocidade máxima seria possivelmente mesurável, mas creio que não seria significativa.

Michael

O que são velocidades suficientemente elevadas para que o atrito provocado pela resistencia ao ar represente 98% do atrito total como já aqui foi referido?

Eu diria, posso estar errado, que até 120Km/h, e com as aerodinâmicas actuais dos carros, esse atrito não representa assim tanta percentagem... mas é apenas uma percepção minha que nada tem de cientifico.

[Automobilista]

Viva a VDG! O laboratório científico nacional por excelência! Sem dúvida o
mais avançado de Portugal!

É melhor não inventar sobre aerodinâmica.

Se o peso provocar um abaixamento da carroceria, tanto pode prejudicar
a aerodinâmica como melhorar. Cada caso é um caso. Por isso é melhor
não entrar em considerações aleatórias.

Por exemplo:
- o fundo do carro é plano, ou não?
- a extracção na traseira é suficiente, ou não?
- o abaixamento ocorre nivelado às 4 rodas, ou não?

Imagina o caso referido: carrinha de caixa aberta com depósito de àgua
na traseira. Vai perder mais altura na traseira que na frente. Tens a
certeza que isto reduz o drag? Eu não tenho certeza nenhuma.

Assim sendo, não incluas variáveis aleatórias no problema.
Senão ainda começam a incluir o vento, as marés, a gravidade lunar,
as manchas solares, etc.

o factor UV, os alertas coloridos de incêndio, o indice PSI 20 e por aí fora!!

[Nuno156]

o factor UV, os alertas coloridos de incêndio, o indice PSI 20 e por aí fora!!

Já para não falar da consulta ao astrólogo, à cartomante, e obviamente
a ida à bruxa.

[eu]

Eu diria, posso estar errado, que até 120Km/h, e com as aerodinâmicas actuais dos carros, esse atrito não representa assim tanta percentagem... mas é apenas uma percepção minha que nada tem de cientifico.

Até 120 Km/h a percentagem será inferior, mas como estamos a falar de velocidades máximas, estaria a pensar mais em velocidades na ordem de 200 Km/h.

Eu não queria entrar em detalhes mais técnicos, mas lá terá que ser...

As forças de atrito de um carro em movimento têm basicamente três componentes. Atenção que esta é uma fórmula simplificada, mas que contém os componentes principais.

Força total de atrito = x + y*v + z*v*v

A primeira parcela (x) representa uma força contante que não depende da velocidade. Está relacionado com os pneus, rolamentos, travões e outros atritos mecânicos.

A segunda parcela (y*v) representa uma força que depende de forma linear com a velocidade. Também está relacionado com os pneus, rolamentos, travões e outros atritos mecânicos. A 200 Km/h, esta força será 10 vezes superior à força exercida a 20 Km/h.

Finalmente, a terceira parcela (z*v*v) representa a força de atrito aerodinâmica, que depende do quadrado da velocidade. Isto significa que a 200 Km/h, a força de atrito aerodinâmico é 100 vezes superior à força de atrito aerodinâmico a 20 Km/h.

Isto explica a razão pela qual a altas velocidades o atrito preponderante é o atrito aerodinâmico. Explica também porque razão um carro com o dobro da potência não tem o dobro da velocidade máxima.

[eu]

Andamos aqui com teorias mas até podemos ver casos concretos. Começo eu, com dados do autohoje online:

Golf V 1.9I TDI BlueMotion 105cv
Peso: 1249 Kg
Aceleração 0 aos 100: 11.3 s
Velocidade máxima: 190 Km/h


Passat 1.9 TDI BlueMotion 105cv
Peso: 1422 Kg
Aceleração 0 aos 100: 12.1 s
Velocidade máxima: 193 Km/h

Como é visível, os quase 200 Kg a mais do Passat prejudicam a aceleração, mas relativamente à velocidade máxima... os valores falam por si.

I rest my case