Airbags

O airbag é formado basicamente de três partes: um saco inflável de material plástico, um gerador de gás dotado de sensores com microprocessador e um sistema de disparo elétrico.

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Hoje, constantemente vemos nos veículos de comunicação que tem crescido o número de acidentes de trânsito, sejam eles provocados por falhas humanas, pela falta de conservação de estradas ou por falhas mecânicas dos automóveis. O que vemos é que cada vez mais a indústria automobilística está sendo forçada, tanto por medidas reguladoras dos governos quanto por questões de marketing, a adotar mecanismos de segurança que possam proteger de forma mais adequada os ageiros dos veículos em casos de colisão.

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Se observarmos bem, as medidas mais comuns que as indústrias estão tomando são em relação à construção de carros com estruturas mais seguras, como airbags, cintos de segurança mais reforçados e eficientes e assentos mais seguros.

Quando ocorre uma colisão, seja entre dois veículos ou entre um veículo e uma estrutura fixa (muro, por exemplo), sempre ocorre uma variação na quantidade de movimento dos ocupantes do carro. Por exemplo, vamos supor que a massa total (carro + ageiros) de um veículo seja de 800 kg e que ele esteja a uma velocidade de 15 m/s (54 km/h). A quantidade de movimento desse conjunto é de 12.000 kg.m/s. Um motorista que possui massa de 70 kg, dentro do carro, terá uma quantidade de movimento de 1.050 kg.m/s.

Vamos supor agora que o carro colida com um muro. Em tempo muito curto, a velocidade vai a zero e, assim, o impulso que o motorista sofre deverá ser de 1.050 kg.m/s, que nada mais é do que sua variação da quantidade de movimento. Quanto maior a velocidade do veículo antes da colisão, maior o impulso necessário para parar o motorista.

A maneira como o veículo é construído é um fator determinante para a segurança dos seus ocupantes. A indústria procura desenvolver projetos que permitam um tempo de colisão maior possível, já que para cada colisão o produto .∆t  será constante. Quanto maior o tempo da colisão, menor será a força e, por conseguinte, menor será a chance de danos ao ocupante do carro. Além de aprimorar a estrutura do carro, dispositivos de segurança também podem ser instalados.

Um dos equipamentos mais eficientes para evitar lesões em batidas é o airbag. Colocado entre os bancos da frente e o ou nas laterais, ele infla rapidamente quando ocorre uma desaceleração violenta. No caso de colisões frontais, o motorista se choca contra o airbag, que é muito mais flexível que o .

Considere duas colisões idênticas, mas leve em conta que em apenas uma das situações o carro possui airbag. A colisão motorista x airbag tem uma duração muito maior do que a colisão motorista x . Para os dois casos, a variação da quantidade de movimento do motorista é a mesma, mas o tempo que este leva para parar é muito maior na situação com airbag, resultando, assim, em menor força. Em termos numéricos, o airbag pode aumentar o tempo de colisão em até dez vezes. Tempos típicos de parada seriam 0,05 segundo sem airbag­ e 0,5 segundo com airbag. Com esses tempos e os dados acima teríamos para o motorista:

pantes=m.vantes

pantes=70 x 15=1.050 kg.m/s

pdepois=0

∆p=0-1.050=-1.050 kg.m/s

Como

Com airbag­, teríamos:

e sem airbag:

A força que atua no motorista é dez vezes menor quando comparamos a situação com e sem airbag. A força calculada acima é a força média que atua durante o intervalo de tempo que dura a colisão com airbag ou com o .


Por Domiciano Marques
Graduado em Física

Em caso de colisão, o airbag infla instantaneamente, protegendo o motorista
Em caso de colisão, o airbag infla instantaneamente, protegendo o motorista
Escritor do artigo
Escrito por: Domiciano Correa Marques da Silva Escritor oficial Brasil Escola
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SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Airbags"; Brasil Escola. Disponível em: /fisica/airbags.htm. o em 25 de maio de 2025.
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Lista de exercícios


Exercício 1

(Fuvest) O sistema de airbag de um carro é formado por um sensor que detecta rápidas diminuições de velocidade, uma bolsa inflável e um dispositivo contendo azida de sódio (NaN3) e outras substâncias secundárias. O sensor, ao detectar uma grande desaceleração, produz uma descarga elétrica que provoca o aquecimento e a decomposição da azida de sódio. O nitrogênio (N2) liberado na reação infla rapidamente a bolsa que, então, protege o motorista. Considere a situação em que o carro, inicialmente a 36 km/h (10 m/s), dirigido por um motorista de 60 kg, para devido a uma colisão frontal.

a) Nessa colisão, qual é a variação ΔE da energia cinética do motorista?

b) Durante o 0,2 s da interação do motorista com a bolsa, qual é o módulo a da aceleração média desse motorista?

c) Escreva a reação química de decomposição da azida de sódio formando sódio metálico e nitrogênio gasoso.

d) Sob pressão atmosférica de 1 atm e temperatura de 27ºC, qual é o volume V de gás nitrogênio formado pela decomposição de 65 g de azida de sódio?

Note e adote:

Desconsidere o intervalo de tempo para a bolsa inflar.
Ao término da interação com a bolsa do airbag, o motorista está em repouso.

Considere o nitrogênio como um gás ideal.
Constante universal dos gases: R = 0,08 atm.L/mol.K
0°C = 273 K
MSÓDIO = 23 g/mol
MNITROGÊNIO = 14 g/mol

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Exercício 2

(UDESC) O airbag e o cinto de segurança são itens de segurança presentes em todos os carros novos fabricados no Brasil. Utilizando os conceitos da Primeira Lei de Newton, de impulso de uma força e variação da quantidade de movimento, analise as proposições.

I. O airbag aumenta o impulso da força média atuante sobre o ocupante do carro na colisão com o , aumentando a quantidade de movimento do ocupante.

II. O airbag aumenta o tempo da colisão do ocupante do carro com o , diminuindo, assim, a força média atuante sobre ele mesmo na colisão.

III. O cinto de segurança impede que o ocupante do carro, em uma colisão, continue se deslocando com um movimento retilíneo uniforme.

IV. O cinto de segurança desacelera o ocupante do carro em uma colisão, aumentando a quantidade de movimento do ocupante.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras.

b) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.

c) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.

d) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.

e) Todas as afirmativas são verdadeiras.

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Exercício 3

Um motorista deslocava-se em seu automóvel a 108 km/h, em uma estrada retilínea, quando se chocou frontalmente com um determinado obstáculo e parou. No momento da colisão, o airbag foi acionado e o tempo de contato entre o corpo do motorista e a bolsa do airbag até que a velocidade fosse reduzida a zero foi de 0,5s. Determine o valor da desaceleração sofrida pelo corpo do motorista em m/s2.

a) 60

b) 50

c) 30

d) 25

e) 10

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Exercício 4

A respeito da função desenvolvida por airbag em uma colisão, marque o que for verdadeiro.

a) O ideal é que a colisão entre o motorista e a bolsa do airbag ocorra no menor tempo possível.

b) A colisão entre o motorista e o airbag tem duração muito menor que a colisão entre o motorista e o .

c) O ideal é que a colisão entre o motorista e a bolsa do airbag ocorra no maior tempo possível.

d) O airbag substitui o uso do cinto de segurança.

e) Todas as alternativas anteriores estão erradas.

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