A física e a química das curvas

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Como o piloto se inclina a ponto de raspar o joelho no asfalto Sabe aquelas aulas chatas de física e química que você costumava cochilar? Pois é, agora que comprou uma moto esportiva essas aulas farão falta! Porque toda a pilotagem, especialmente a esportiva, é feita com base no controle das leis da física. Por [...]

quinta-feira agosto 25 2011

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Como o piloto se inclina a ponto de raspar o joelho no asfalto


Sabe aquelas aulas chatas de física e química que você costumava cochilar? Pois é, agora que comprou uma moto esportiva essas aulas farão falta! Porque toda a pilotagem, especialmente a esportiva, é feita com base no controle das leis da física. Por exemplo, quem assiste a uma corrida de moto fica perplexo como os pilotos são capazes de inclinar tanto para o lado interno da curva a ponto até de raspar o joelho no asfalto. Essa manobra, chamada de pêndulo é responsável pelos maiores absurdos que já li em publicações impressas e atualmente na Internet. Só para ilustrar, quando os primeiros pilotos americanos começaram a abrir as pernas para o lado interno da curva até raspar os joelhos no asfalto, uma revista chegou a publicar que aquela postura tinha a função de freio aerodinâmico Como se fosse um flap de avião!

A postura do piloto tem a função de vencer a força que pretende jogar qualquer objeto para fora na curva. Todo corpo em movimento retilíneo uniforme tem a tendência de se manter na trajetória até que uma ação externa intervenha. Entra em cena mais uma velha lei de Newton, a inércia.

Mais do que a inércia, uma moto em movimento faz as rodas girarem e todo corpo circular em movimento produz efeito giroscópico que tende a manter esse corpo na trajetória original quanto maior for a velocidade ou o perímetro das rodas.

Para vencer a inércia e o efeito giroscópico da roda dianteira o piloto precisa brigar contra a física. Durante a curva um novo efeito age sobre a moto em direção oposta à da curva. É a centrifugação que faz os objetos ficarem com essa mania de querer sair reto em vez de fazer a curva. É nessa hora que o piloto precisa jogar a massa do conjunto moto + piloto no sentido contrário da curva e leva esse esforço tão ao extremo que chega a sair de cima do banco da moto e apoiar-se quase apenas pela perna do lado externo da curva.

Como o piloto de moto tem essa possibilidade de usar sua massa para reverter a tendência de ser jogado para fora da curva ele aproveita e também faz com que a massa do conjunto se aproxime ao máximo do solo. Toda corpo tem um centro de massa (antes chamado de “centro de gravidade”). Pessoas têm centro de massa, as motos também têm, carros, bicicletas, skate, Kombi, barco, tudo tem centro de massa. Quando a moto está em linha reta ela fica em pé e o centro de massa da moto+piloto está, por exemplo, em um ponto imaginário a cerca de 80 cm do solo.

Quanto mais próximo do solo estiver o centro de massa, maior é a estabilidade do corpo em movimento. No momento da curva, a moto se inclina e se aproxima do solo, junto com o piloto, claro! Para aumentar ainda mais esse deslocamento da massa em direção ao chão, o piloto usa a perna e chega a raspar o joelho no asfalto em busca da máxima inclinação. Nessa posição, o ponto imaginário do centro de massa do conjunto moto+piloto estaria a 40 cm do solo, ou seja, metade da distância em relação da moto em pé!

Ah, se fosse só isso! Pena que existe ainda outra força atuando sobre o conjunto. Uma força que está presente o tempo todo e não há como anulá-la: a gravidade! À medida que a moto sai do ponto de equilíbrio, na vertical, e começa a se aproximar do solo, é nítido o deslocamento sobre o eixo longitudinal e ao ficar, por exemplo, a 50º em relação ao solo a gravidade vai atuar com a descarada intenção de trazer tudo para o chão.

O papel do piloto é equilibrar todas essas forças que atuam sobre o conjunto: a gravidade que quer jogá-lo no chão, a centrifugação que quer mandá-lo para fora da curva, o efeito giroscópico, que quer manter todo corpo circular em movimento sempre em linha reta e a aproximação do centro de massa em direção ao solo.

O que serve de consolo é saber que nada na moto é por acaso. O departamento de engenharia das fábricas já desenvolveu a moto pensando nessa posição. Por isso as motos esportivas parecem tão instáveis quando estão em linha reta, mas são absurdamente estáveis durante a curva. Pensando em todas essas influências exercidas pela Física, os engenheiros perceberam que a resultante dessas forças recai exatamente sobre os pneus da moto. Por isso os pneus de moto são tão diferentes dos pneus de automóveis: a inclinação do carro nas curvas é desprezível e quase imperceptível. O pneu de moto foi feito para ser inclinado.

Daí a tamanha importância em verificar, manter e controlar os pneus das motos. Pneus gastos, mal calibrados, de medida diferente da original ou velhos comprometem todo trabalho feito para dar estabilidade à moto. Assim, basta confiar nos pneus que boa parte do sufoco estará resolvida.

E mais: o piloto usa o pêndulo também para calcular o quanto a moto está inclinada em relação ao solo. Se ele estiver tocando o joelho no asfalto com a perna muito aberta é sinal que a moto está pouco inclinada. Se ele quase não tem mais espaço para colocar a perna entre a moto e o asfalto é porque está muito inclinado. A forma como os sliders do macacão se desgastam também fornece informações ao piloto sobre a postura dele sobre a moto.

Viu? O pêndulo nada tem a ver com ser rápido ou lento. A velocidade em curva independe de encostar o joelho no asfalto. Basta aproximar o máximo possível. Tem pilotos que precisam trocar os sliders a cada corrida. Outros podem usar o mesmo par de slider durante todo final de semana

Uma coisa que me assusta muito é ver motociclistas raspando joelho no asfalto nas estradas. Se o piloto bater com o joelho em alguma irregularidade no piso, ou naqueles tachões com olho de gato, correrá o risco de ficar seriamente ferido.

Química aplicada

Não é só a física que atua sobre a moto. A química também tem seu papel. Um dos erros mais comuns entre motoristas e motociclistas se dá na questão da calibragem dos pneus.

Os pneus são calibrados com atmosfera, que contém água em sua formulação. Daí a medição de umidade relativa do ar. Quando o veículo de move, os pneus atritam contra o asfalto e atrito gera calor. Novamente, qualquer criança sabe que a água, quando aquecida, gera vapor. Como os pneus têm uma válvula que impede a saída do vapor é natural que o volume aumente, respeitando a velha Lei de Charles (volume x temperatura). Ou seja, quando o pneu esquenta o ar lá dentro “aumenta”.

Quando o motociclista calibra o pneu frio pela manhã, observa que está com 26 libras/pol2, por exemplo. Depois de viajar sobre o asfalto quente, o motociclista decide conferir novamente a calibragem e se assusta ao observar 32 libras/pol2. Então, desobedecendo a norma do manual do proprietário, decide “corrigir” a calibragem, drenando o ar até voltar às 26 libras. Sem saber, o motociclista deixou sua moto muito perigosa, porque além de “amolecer” os pneus, os sulcos (o desenho) terão a capacidade de escoamento de água menor, porque ficaram mais estreitos com os pneus murchos!

Se a fábrica determina uma calibragem do pneu já levou em conta a Lei de Charles, por isso a recomendação é sempre calibrar com pneus frios. É por causa da relação temperatura x volume que os veículos de competição não usam ar para encher os pneus, mas um gás: nitrogênio! Como o nitrogênio é isento de H2O, mesmo quando aquecido o aumento do volume é insignificante. Além disso, o gás é mais leve que o ar, não é sr. Santos Dumont.

Texto por: Geraldo Tite Simões é jornalista, instrutor de pilotagem e ministra o Curso SpeedMaster de Pilotagem com apoio de Honda, Pirelli, Tutto e Shoei.

2 Comentários

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Luiz Rocha4 de outubro de 2011

Ótima matéria, só para enriquecer acho que só faltou o nome do autor que escreveu???


Helcio Gomes - BR 1162 de outubro de 2011

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