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Aros e Pneus – Volume e Conforto

A sensação de “dureza” ou “moleza” de qualquer coisa depende, de forma simplificada, da rigidez do elemento que está se deformando e da quantidade deste elemento que está sujeita a força. Na prática, a sensação de “dureza” é a proporção da deformação causada por uma força. Quanto mais deformação, mais “mole” tende a parecer.

Deita aqui

Pensando num exemplo mais cotidiano e de mais fácil percepção podemos pensar numa cama com um colchão. Quando se coloca 2 colchões empilhados percebe-se que que este arranjo é muito mais “mole” que quando comparado com apenas um colchão.

Ao deitar-se no colchão, este se deforma 5cm de profundidade; empilhando 2 iguais, como a força é aplicada para os 2, cada um irá deformar 5cm, totalizando 10cm. Como há uma deformação maior para a mesma força, há sensação de que 2 colchões empilhados são mais moles que um só.

Para quem está mais familiarizado com sistemas elétricos, pode pensar que a força é Volts, deformação é Ampere e os colchões empilhados são Resistores em paralelos. A matemática é a mesma.

E o pneu com isso?

Vamos pensar num pneu. O elemento que está se deformando é o ar (diminuindo o espaço vazio entre as moléculas dos gases do ar). A quantidade do elemento é a massa de ar, que será proporcional ao volume do pneu multiplicado pela pressão. No nosso caso, para efeito comparativo, iremos tratar somente de pressões iguais e larguras dos pneus iguais. Assim, temos que a quantidade de ar é proporcional apenas com o volume do pneu.

Como qualquer fluido num volume fechado, o ar exerce uma pressão hidrostática. Ou seja, a pressão em qualquer ponto do volume é a mesma. Quando se calibra o pneu com 4 Bar, por exemplo, esta pressão será a mesma em qualquer ponto dentro do pneu, (seja em cima ou embaixo*).
Na nossa comparação teremos um aro 26” e um aro 29” com pneus de igual medida (mesma secção transversal).

Considerando que o volume de ar no pneu é:

volume de ar pneu=secção transversal do pneu x perímetro do aro

E perímetro do aro é :

perímetro do aro = diâmetro do aro x pi

Cancelando os termos iguais , temos que o pneu aro 29” tem 29/26 vezes o volume de ar de um pneu aro 26”, aproximadamente 10% a mais.

Secção transversal igual, pneus diferentes, volumes diferentes

Secção transversal igual, pneus diferentes, volumes diferentes

Seguindo a lógica do colchão, o pneu com volume 10% maior irá se deformar 10% mais ao passar num obstáculo (transpor uma pedra a 25km/h, por exemplo). Como amplitude do impacto sentido pelo corpo é:

Amplitude do impacto= altura do obstáculo – deformação do pneu – deformação da suspensão

Temos que o impacto será menor com o aro 29”, resultando em mais conforto.

A curiosidade é que, como a pressão hidrostática se distribui igualmente, caso se ligue um cilindro cheio de ar na válvula do pneu, este pneu com o cilindro conectado tornará o volume total maior, e deixará o pneu mais confortável para a mesma pressão.

A outra curiosidade é o porque pneu maciços são tão inviáveis e desconfortáveis. Como a borracha não é um fluido (sem pressão hidrostática, portanto) toda a força é aplicada apenas no pequeno volume de borracha entre o aro e o solo, ao contrario do pneu de ar, cuja força se distribui por todo o volume de ar no pneu.

* Isso se desprezar o peso do ar. Com líquidos de maior densidade, como a água, teríamos que considerar o efeito da gravidade e a pressão seria maior no ponto mais baixo em função do peso da água, como nos tratores que colocam água nos pneus)

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1 resposta para “Aros e Pneus – Volume e Conforto”

  1. 12 fevereiro 2016 as 19:26

    Giselle disse:

    Isto você mostrou na pratica… Durante a descida da Graciosa! Valeu!

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