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Já é sabido que o movimento dos corpos se dá devido à ação de forças sobre ele. Por exemplo: você pode caminhar porque, ao fazê-lo, é aplicada uma força sobre o piso e este, por sua vez, aplica sobre os pés uma força de mesma magnitude, mesma direção e sentido contrário (Halliday; Resnick; Walker, 2013; Nussenzveig, 2002). Um automóvel pode locomover-se porque existe a força do motor que o impulsiona. Uma bola de neve desce ladeira abaixo devido à ação de parte de sua força peso (Halliday; Resnick; Walker, 2013; Nussenzveig, 2002). Além desses exemplos, existem muitos outros que ocorrem motivados pelo mesmo fator: a ação de forças.

A situação descrita aqui visa fazer uso de uma das leis fundamentais da dinâmica: a segunda lei de Newton, também chamada de princípio fundamental da dinâmica. Com base nessa lei, serão testados os airbags instalados nos veículos automotores. A função desse importante componente é manter o condutor e o passageiro do veículo vivos caso haja algum acidente de forte impacto.

Atualmente, os airbags são componentes essenciais para a segurança dos condutores de veículos automotores, especialmente devido ao crescente número de acidentes envolvendo esses veículos. O funcionamento dos airbags, como você verá a seguir, está diretamente relacionado ao princípio fundamental da dinâmica, visto que o airbag é esperado para acionar quando uma força de grande magnitude impede o movimento do veículo, que já se encontrava em curso, provocando, na maioria dos casos, a sua parada brusca.

Imagine que você seja um engenheiro mecânico atuando em um campo de testes dos equipamentos de segurança instalados em veículos automotores, sendo que um desses equipamentos de teste sob sua responsabilidade são os airbags.

Por ser um equipamento de segurança, falhas no seu acionamento não são admitidas. Assim, o teste de colisão consiste em lançar carros de teste contra obstáculos e verificar o funcionamento dos airbags.

Para a realização desse teste, utilizando um carro real e manequins no lugar do condutor, você precisa calcular a máxima força capaz de acionar os airbags, pois essa é uma informação que os vendedores do equipamento devem fornecer junto ao produto. Além da força, também será necessário fornecer a pressão interna capaz de suportá-la.

para isso voce deve:

Calcular a força que o airbag deverá suportar ao ser acionado e a pressão interna do equipamento. O valor da força e a aceleração máxima são limites de segurança que acompanham o produto. Considere, para seu cálculo, que os testes se iniciam com o veículo em repouso. Quando ele atinge certa velocidade e, consequentemente, uma aceleração, o choque entre o veículo e o obstáculo ocorre.

Considere também:

Das simulações computacionais, você sabe que a aceleração que libera o airbag deve ocorrer em torno de uma aceleração de 25 g, sendo g a aceleração gravitacional, de valor 9,8 m/s. A massa do sistema é estimada somando-se a massa do veículo ea do condutor, neste caso:

тт≈ 1380kg

Um tipo de airbag de área superficial de 1 m².