Acção de Formação à Distância TRENDS/PROF2000    

AF-29 - Uma Oficina para um Laboratório de Matemática

António Manuel Marques do Amaral



Proposta de Trabalho N.º 5


Plano Semanal 5


|Introdução|
|Conversão de unidades| |Introdução dos dados|
|Representação gráfica|
|Regressão| |A escolha da regressão|
|Uma escolha difícil|
|O modelo escolhido| |Melhorar o modelo| |Os modelos|
|Conclusão|

 

Espaço de travagem
Espaço de paragem

 

Introdução

 



http://www.scottsdalelaw.com/shepston/braking.html

   

Depois de alguma pesquisa efectuada a partir dos links sugeridos no Plano Semanal 5, foi escolhido um conjunto de dados relativos a espaços de travagem e paragem, em Michael J. Shepston & Associates - Traffic Accident Reconstruction.

 

     

 

 

Conversão de unidades

 
 

Dado que somos mais sensíveis a unidades do SI, começou-se por converter as unidades de velocidade e distância a Km/h e m, respectivamente.

Os dados originais e os convertidos a unidades do SI podem ser consultados aqui.

 

 

Utilizou-se a página http://www.terra.com.br/
fisicanet/unidades/
para efectuar a conversão de unidades.

Folha de cálculo utilizada para efectuar a conversão de unidades.

 


     
 

Introdução dos dados

 

Como a distância de percepção-reacção é função de proporcionalidade directa da velocidade, vamos, para já, considerar apenas a função de distância de travagem, considerando os dados da tabela ao lado.

Introduzidos os dados nas listas L1 e L2, temos:


   

 

Km/h Braking
Distance
(m)
16,1 1,5
24,1 3,4
32,2 5,8
40,2 9,1
48,3 13,1
56,3 18,0
64,4 23,2
72,4 29,6
80,5 36,3
88,5 43,9
96,6 52,4
104,6 61,6
112,7 71,3
120,7 81,7
128,8 93,0
136,8 105,2
144,9 117,7
 


     
 

Representação gráfica

 

 

Depois de introduzidos os dados, podemos obter a seguinte representação gráfica:

 

 

 



     
 

Regressão

 

Face à análise do conjunto de pontos obtidos na representação gráfica, seleccionemos apenas os seguintes tipos de regressão: quadrática, cúbica, biquadrada, exponencial e potência.

     



     

Regressão quadrática

 

 


 



     

Regressão cúbica

 

 


 



     

Regressão biquadrada

 

 


 



     

Regressão exponencial

 

 


 



     

Regressão potência

 

 


 


     
 

A escolha da regressão

 

Numa primeira análise, considerando os gráficos obtidos e os valores de soma dos quadrados dos desvios, será de eliminar a regressão exponencial e a primazia irá para a regressão biquadrada.

De qualquer forma, vejamos a representação simultânea dessas funções:

quadrática cúbica biquadrada exponencial potência
quadrática cúbica biquadrada exponencial potência
quadrática cúbica biquadrada exponencial potência


Na situação em estudo, ainda que considerando a observação fora do contexto natural da mesma, parece que a decisão sobre a escolha do melhor modelo terá de recair entre a quadrática ou a potência.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


     
 

Uma escolha difícil

 

Visto que, quando a velocidade tende para zero, o espaço de travagem será um infinitésimo, vamos acrescentar o par (0,0) ao conjunto de valores já introduzidos e refaçamos novamente a regressão quadrática.


Regressão quadrática


 

Comparemos seguidamente os valores gerados pelas regressões quadrática e potência, respectivamente em L3 e L4, que se encontram tabelados ao lado.

 



 


     
 

O modelo escolhido

 
 

A regressão quadrática é, indiscutivelmente, o melhor dos modelos considerados. Vamos, portanto, considerar o seguinte modelo matemático para a situação em estudo:

 

 

 


     
 

Melhorar o modelo

 
 

Considerando que a realidade nos diz:

  •  

então o modelo a escolher deverá ser da forma:

Criando em L3,  k=V2/dT, obtemos a listagem ao lado, cujas características de distribuição são as seguintes:



 

 

 

 

 



 


     
 

Os modelos

 
 

Para a situação em estudo e em conformidade com os dados, os modelos a aceitar serão, portanto, os seguintes:

 

 

Folha de cálculo  e FolhaHTML com valores gerados pelos modelos obtidos com base nos dados de:



Folha Dinâmica 1

Folha Dinâmica 2


(Para utilizar estas duas páginas Web interactivamente, necessita de ter o Microsoft® Internet Explorer 4.01 ou superior e o Microsoft Office Web Components.)

 


     
 

Conclusão

 
 

Algumas páginas interessantes sobre este assunto:

http://www.ets.uidaho.edu/niatt_labmanual/Chapters/geometricdesign/
theoryandconcepts/BrakingDistance.htm

http://www.ets.uidaho.edu/niatt_labmanual/Chapters/
geometricdesign/professionalpractice/BrakingDistance.htm

http://www.science.org.au/nova/058/058key.htm

http://www.learn.co.uk/default.asp?WCI=Unit&WCU=6571

http://www.edmunds.com/ownership/driving/articles/43810/article.html

http://www.aspire.cs.uah.edu/aspire/expo/expo2001/test.html

http://www.ou.edu/oupd/nightdr.htm

http://www.batesville.k12.in.us/physics/PhyNet/Mechanics/Newton2/braking_distance.htm

http://www.chp.ca.gov/html/stopdist.html

http://www.vicroads.vic.gov.au/road_safe/braking_home.htm

http://www.fbento.pt/aut/noticias/mercado/2001-5-30_12256.shtml

http://europa.eu.int/eur-lex/pt/lif/dat/1996/pt_396L0063.html

http://www.mecanicaonline.com.br/2000/janeiro/tecnologia/abs.html

http://phoenix.sce.fct.unl.pt/dg9900/dg9900gr03/didactica(ndo)/enunexcel.htm

 

 

 

 

Os modelos propostos não são representativos da universalidade de situações de travagem de veículos, apenas retratam a situação considerada.

 

Como se poderá constatar na leitura de algumas das páginas referidas ao lado, a taxa de aceleração de um veículo em travagem não é de facto constante ao longo da travagem e depende de inúmeros factores, como por exemplo: da força de atrito (também dependente de diversos factores, tipo de pavimento, condições meteorológicas, pressão e composição dos pneus, etc.) e do declive da via.

 

Alguns conselhos sobre travagem!

A não esquecer!

Boas práticas!

Associação de Cidadãos Auto-Mobilizados

 
     

 

Actualizada em
 21-10-2001