22  Relação entre massa,energia e velocidade em colisões

Dica

O objeto interativo tem como objetivo calcular a relação entre massa,velocidade e energia para entender os efeitos em diferentes colisões.Onde pequenos aumentos na velocidade podem gerar impactos muito intensos.A energia envolvida em colisões pode causar deformações , sendo assim, veículos e objetos maiores tendem a ter consequências mais severas.

Sendo assim, o objeto interativo permite explorar diferentes cenários, com os objetos de diferentes massas , e velociades diferentes.Essa experiência pode ser praticada com poucos cliques através do menu suspenso escolhendo as opções(humano, bike, moto, carro, onibus ou trem) e até mesmo a velocidade.

22.1 Equação:

A análise deste objeto interativo é baseada em duas equações fundamentais :

\[ E = \frac{1}{2}mv^2 \]

\[ F = \frac{E}{d} \]

Onde:

E = energia cinética (J) m = massa do veículo (kg) v = velocidade (m/s) F = força média de impacto (N) d = distância de parada ou deformação durante a colisão (m)

22.2 Download e Uso:

Gráfico que mostra como a energia de colisão e a força de impacto aumentam com a velocidade e a massa do veículo, evidenciando o efeito da distância de parada na redução do impacto.

1-Clique no botão add no ambiente do JSPlotly para executar o script. 2-Observe o gráfico inicial, que exibe a relação entre velocidade, energia e força para um veículo padrão. 3-Utilize o menu suspenso para selecionar o tipo de veículo . 4-Use o controle deslizante para ajustar a distância de colisão.

Sugestão:

  • Compare diferentes veículos na mesma velocidade para perceber como a massa influência o impacto.

  • Mantenha o veículo fixo e aumente a velocidade para observar como a energia cresce.

  • Varie a distância de parada para entender como sistemas de segurança reduzem a força do impacto.

22.3 Lógica de código

O código define massas para diferentes veículos e gera uma lista de velocidades. Em seguida, calcula a energia cinética e a força de impacto para cada velocidade. Esses valores são usados para construir um gráfico com duas curvas (energia e força). A interatividade permite alterar o veículo e a distância de colisão, mudando assim os resultados exibidos.