AIR BAG

   Valeu FANTÁSTICOS!!! Estamos de volta. Estou recendo muitos e-mails de todo o Brasil inclusive pessoal de Minas e a Galera de Manaus. Mas, a qurstão de hoje vai para o futuro médio Isaías Medeiros, aluno de um geande colégio de Natal-RN.

   Hoje vamos trabalhar a Física e a Química do AIR BAG de modo a atender as Ciências da Natureza do Enem. Antes vamos a uma equena introdução:

  Airbag, também conhecido por bolsa de ar ou almofada de ar[1], é um componente de segurança dos carros, que pode ser usado em algumas máquinas industriais e em robôs de pesquisa, que funciona de forma simples: quando o carro sofre um grande impacto, vários sensores dispostos em partes estratégicas do veículo (frontal, traseiro, lateral direito, lateral esquerdo, atrás dos bancos do passageiro e motorista, tipo cortina no forro interno da cabina) são acionados emitindo sinais para uma unidade de controle que por sua vez checa qual sensor foi atingido e assim aciona o airbag mais adequado.

   Este dispositivo é constituído de pastilhas de nitrogênio que são acionadas por uma descarga elétrica pela central eletrônica dentro de um balão de ar muito resistente, que é o próprio Airbag; este, por sua vez, se enche rapidamente, amortecendo assim o choque e evitando que motorista e passageiros sofram danos físicos principalmente no rosto, peito e coluna. Para evitar o asfixiamento, o Airbag vai perdendo pressão após o acionamento.

 (UFRN -ADAPTADA)    Os airbags são um adicional ao cinto de segurança em reduzir a chance de que a cabeça e a parte superior do corpo de um ocupante bata em alguma parte no interior do veículo. Eles também ajudam a reduzir o risco de lesões graves, distribuindo as forças da batida mais uniformemente ao longo do corpo do ocupante.

    A figura abaixo mostra dois gráficos da variação temporal da força que age sobre a cabeça de um boneco de massa m = 50 kg que foi colocado no lugar do motorista.

     Os dois gráficos foram registrados em duas colisões de testes de segurança. A única diferença entre essas colisões é que, na colisão I, se usou a bolsa e, na colisão II, ela não foi usada.

 Atenda as solicitações seguintes:

a) Determine o impulso exercido em cada uma das situações.

b) Qual a velocidade do veículo imediatamente antes do impacto    

c)  Muitos compostos químicos sofrem decomposição rápida quando aquecidos. Essa propriedade pode ser aproveitada para finalidades diversas como, por exemplo, a decomposição térmica do NaN3, que é aproveitada para inflar os sacos de ar ("air bags") nos automóveis quando uma colisão acontece. A decomposição do NaN3 leva à produção de grande quantidade de gás, de acordo com:

                        2NaN3(s) ⇒ 2Na(s) + 3N2(g)

Supondo-se que 65g de NaN3 são usados em um "air bag", Determine a quantidade de gás produzida a 27°C (300 K) e a 1atm . Dado: Massas molares (g/mol): Na = 23; N = 14.

Solução:

a)  O impulso é numericamente igual a área de cada figura:

Situação 1 :

I =4.400/ 2 = 800 N.s

Situação 2:

I= 2.800/2 = 800 N.s

       Percebe-se que o impulso é o mesmo , com ou sem air bag, visto que , ele é igual a variação do momento linear do veículo, produto da massa pela variação de velocidade  que permanecem constantes em ambas as situações ( de acordo com o enunciado)

b) Como o impulso é igual a variação do momento linear e considerando que vf = 0 ( pára após a colisão) , vem:

I =  m. (vf - vi)

800 = 50. (-vi)

vi = -16 m/s

Em módulo : Vi = 16 m/s ou, em km/h(x 3,6), Vi = 57,6 km/h 

c)   

Calculando as massas moleculares , vem:

  2NaN3(s) ⇒ 2Na(s) + 3N2(g)

       128g                          84 g

       65 g                              m

  m= 42,65 g

 Mas: n = m/M  :  n = 42,65 / 28  :  n = 1,5

Portanto:  PV = n. R . T

                 1.V =   1,5  .0,082. (300)

                  v = 36,9 litros