Física Básica sistema de freios

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO 
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
DISCIPLINA: FÍSICA BÁSICA 
 PROFESSORA: LETICIA MARIA DE OLIVEIRA 
 
 
 
 
 
 
 
‘SISTEMA DE FREIOS’ 
 
 
 
 
 
 
 
ALUNO: EDINAIZIO MACHADO ROCHA 
TURMA: M1 
DATA: 16/07/12 
 
JUAZEIRO - BAHIA 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO 
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
 
SISTEMA DE FREIOS 
 
INTRODUÇÃO HISTÓRICA 
 A roda foi criada segundo estudos arqueológicos não confirmados em torno dos 
anos 3000 AC pela civilização suméria. Outros povos como: romanos, mesopotâmios, 
assírios e egípcios, também foram grandes percursores desse equipamento. Esse 
invento fez uma imensa revolução na sociedade, pois, facilitou o transporte de cargas 
e pessoas, proporcionando assim o transporte de mercadorias, aquecendo assim a 
economia. 
 Contudo junto com a roda veio à necessidade de interromper seu movimento, 
foi a partir daí que surgiram os primeiros freios. Que a princípio eram rústicos e foram 
criados com a finalidade de auxiliar o homem nos processos de interrupção de 
movimento dos carros primitivos, carroças e muitos outros, chegando até os nossos 
veículos atuais, além, é claro, para se evitar que algum veículo se deslocasse quando 
estacionados em várias situações de piso. 
 Agora iremos analisar os freios dos automóveis atuais do ponto de vista mais 
detalhado e científico e de um mecânico. 
FREIOS AUTOMOTIVOS DOPONTO DE VISTA DE UM MECÂNICO 
 Foi pedido ao senhor Carlos Ferreira mecânico de carros na cidade de 
Presidente Dutra – BA que explicasse sobre o funcionamento do sistema de freio dos 
automóveis. 
 Ele explicou que o sistema está formado por um ‘burrinho’ mestre que possui 
um circuito duplo que fornece maior seguridade ao sistema. Entre o ‘burrinho’ e o 
pedal está o hidro vácuo que tem a função de aliviar o pedal do freio para que o 
motorista possa frear com facilidade e sem muito esforço. 
 Nas rodas dianteiras há freio a disco e nas traseiras a tambor. Explicou que os 
discos são ventilados e nos mesmos se encontram os pistões que possui as pinças de 
freio que é deslizante. No interior da pinça estão duas pastilhas de freio uma para cada 
lado. Quando o burrinho fornece pressão sob o líquido esse desloca se empurrando as 
pastilhas de freio para que pressione o disco, fazendo com que o carro pare. Quanto 
ao freio a tambor o mecânico não explicou com detalhes, só referiu como similar ao 
freio a disco. 
 Como se percebe o mecânico deu uma explicação superficial e às vezes 
utilizando termos informais como “burrinho”. Leis físicas que permitem a frenagem 
não foram citadas pelo mesmo em nenhum momento. 
FREIOS AUTOMOTIVOS DE UM PONTO DE VISTA CIENTÍFICO 
Os Freios, ao atuarem, controlam o movimento por meio da transformação da 
energia cinética do veículo, ou seja, a energia do veículo devido ao movimento, em 
energia térmica, que é dissipada na forma de calor. 
Todo veículo em movimento possui uma inércia determinada pela 1.a lei de 
Newton. Se esse veículo sofre uma desaceleração brusca, ou seja, efetua-se uma 
frenagem de emergência, a inércia será proporcionalmente maior, segundo a massa do 
veículo, ou a desaceleração imposta ao mesmo. Isso logicamente explica a influência 
do peso transportado pelo veículo sobre os freios. 
Freios a disco e a tambor 
 Os freios a disco e a tambor são os utilizados hoje nos veículos, esses dois 
possuem um mecanismo que permite a transformação de energia cinética em energia 
térmica, através do atrito induzido, hidraulicamente aos pares de contato Pastilha X 
Disco, ou Lona X Tambor. 
 A força que precisaria ser empregada no pedal para que o carro parasse seria 
muitas vezes maior do que a que dispomos. Para resolver esse problema foi aplicado 
um principio físico, que é o de multiplicação hidráulica, usado para multiplicar a força 
obtida no pedal no qual a pessoa aplicou. Esse princípio é baseado na lei de Pascal que 
diz: “os acréscimos de pressão sofridos por um corpo de um líquido são transmitidos 
integralmente a todos os pontos do líquido e das paredes do recipiente onde este está 
contido”. É o que ocorre quando um motorista aciona o freio de seu automóvel. 
 
Nesse caso o fluido é pressionado em um ponto e se expande para o outro. 
 
 
 
Assim como a pressão é transmitida uniformemente para todo o fluido temos que: 
p1 = F1/A1 e p2 = F2/A2 assim, F1/A1 = F2/A2 
Portanto as intensidades das forças aplicadas são diretamente proporcionais às áreas 
dos êmbolos. Por exemplo, se a área A2 for dez vezes maior que a área A1, a força F2 
terá intensidade dez vezes maior que F1. 
Principio aplicado ao sistema de freios: 
 
 No esquema acima, uma vez que se pressione o pedal do freio, ele faz 
funcionar um esquema de alavanca com uma relação de 4 para 1. Simultaneamente 
aciona-se também o êmbolo do cilindro mestre (burrinho). 
Desta forma, para cada 1 kgf (quilograma força) aplicado ao pedal, teremos 36 
kgf aplicados sobre o disco de freio, uma multiplicação de força considerável, se 
pensarmos que com um sistema destes, com apenas 2 kgf, é possível obter força 
necessária para levantar um adulto médio! 
Freio a disco 
Os freios a disco localizam-se nas rodas dianteiras do carro. Os principais 
componentes são as pastilhas de freio, a pinça que contém um pistão e o disco. 
 
 Em um freio a disco, as pastilhas são acionadas pelo sistema hidráulico, que 
comprimem o disco, o qual perde velocidade devido ao atrito entre as peças. O disco 
fica acoplado (parafusado) à roda, consequentemente o veículo também perde a 
velocidade. 
Um carro em movimento tem certa quantidade de energia cinética e os freios 
têm que remover esta energia do carro para fazê-lo parar. Cada vez que freia o carro, 
os freios convertem a energia cinética em calor, gerado pelo atrito entre as pastilhas e 
o disco. Por isso, na maioria dos freios a disco dos carros, os discos são ventilados. 
Freio a tambor 
 Os freios a tambor estão frequentemente localizados nas rodas traseiras, eles 
possuem mais peças que os freios a disco. O freio a tambor tem duas sapatas de freio e 
um cilindro de freio com pistão, um mecanismo de regulagem, um mecanismo de freio 
de estacionamento e muitas molas. 
 
Quando você pisa no pedal de freio, os pistões empurram as sapatas de freio 
contra o tambor. 
Sistema de freios de um automóvel: 
 
Referências 
 NICE, Karim. Como funcionam os freios a disco. Disponível em: 
<http://carros.hsw.uol.com.br/freios-a-disco1.htm> Acessado em: 22 de maio 
de 2012 ás 23:11 
 NICE, Karim. Como funcionam os freios a tambor. Disponível em: 
<http://carros.hsw.uol.com.br/freios-a-tambor1.htm> Acessado em: 22 de 
maio de 2012 ás 22:00 
 GERAIS, Ford. Pare! É hora de saber mais sobre freios. Disponível em: 
<http://www.fordgerais.com.br/freio.html> Acessado em: 22 de maio de 2012 
ás 21:04 
 VIRTUOUS, só física. Teorema de pascal. Disponível em: 
<http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/EstaticaeHidrostatica/teore
teoremadep.php> Acessado em: 22 de maio de 2012 ás 21:33