Medida do peso de um automóvel

A fim de promover o aprendizado tanto científico como matemático, a atividade experimental, seja de observação ou manipulação de equipamentos, busca desenvolver diferentes formas de percepção qualitativa e quantitativa. A resolução de problemas é uma importante estratégia de ensino, não somente para a Matemática, mas muito importante também para a Física. Os alunos, quando confrontados com situações-problema, tornam-se capazes de desenvolver estratégias de planejamento, de relações, verificações, etc.

Dessa forma, a atividade experimental citada abaixo tem por finalidade colocar os alunos como autores do conhecimento. É uma atividade que pode ser realizada em grupos, com participação de todos os alunos.

É comum vermos carros parados nos estacionamentos, nas ruas e nas garagens das escolas. Ao olharmos para o automóvel veremos algumas de suas características básicas, como cor, rodas, estofamento, etc. Uma das informações que não veremos exposta é a massa do carro ou, popularmente falando, o “peso” do carro. Tal informação só é obtida através do seu documento ou através de alguns conhecimentos físicos.

Podemos encontrar o peso de um automóvel conhecendo a pressão do ar em seus pneus e a área de contato entre cada um dos pneus e o chão. Dizemos que o produto da pressão do ar com cada pneu pela área de contato com o chão nos dá o módulo da força normal exercida pelo ar sobre a parede interna de cada pneu, que é igual ao módulo FN da força de contato de cada pneu com o chão, exercido pelas suas paredes externas.

Através dos nossos conhecimentos da terceira lei de Newton, ou melhor, da lei da ação e reação, podemos concluir que o módulo do peso P do automóvel é P = 4F_N. Para determinar F_N basta medir a pressão p, em cada pneu, com um manômetro comum e aplicar a definição de pressão:

Um modo fácil de determinar a área de contato A entre os pneus e o chão é utilizando um barbante ou um marcador permanente (caso o carro esteja no asfalto). Com o barbante, contorne o pneu e depois reproduza o mesmo contorno em uma folha de papel milimetrado. Já com o marcador permanente, basta medir a área de contato retirando-se o automóvel do lugar. Embora não seja uma medida precisa, quando realizada com atenção, pode-se obter bons resultados.

É interessante verificar a regulagem dos pneus antes de efetuar qualquer medida. Observe também a unidade de pressão que ele fornece. É bom que os pneus fiquem bem cheios. Geralmente, a unidade de pressão dos medidores dos postos de gasolina é lb/pol2, ou seja, libra por polegada quadrada.

Pelo fato de a pressão estar nessa unidade, é necessário transformá-la para a unidade de pascal. A relação é  . Além disso, a pressão fornecida por esses medidores é a pressão manométrica, por isso é preciso somar a ela a pressão atmosférica local, da ordem de 100.000 Pa.

Não esqueça também que a área deve ser expressa em metros quadrados para que o peso do automóvel seja dado em newtons. É interessante conferir o valor obtido com o fornecido pelo manual do veículo, lembrando que nesses manuais, “peso” não é peso e sim massa. E um automóvel de massa 1000 kg pesa na verdade 10.000 N.

Por Domiciano Marques
Graduado em Física