A matemática do seu automóvel com David Calle
- O famoso professor e youtuber David Calle explica-nos a fórmula da aerodinâmica, a integral da velocidade numa curva e o cálculo do tempo de reação
- Escondidos nos volumes de um veículo, existem diferentes fórmulas, operações e cálculos matemáticos e físicos
- Todas estas fórmulas servem para garantir o bom desempenho do automóvel e a segurança e conforto dos seus ocupantes
Martorell, 27/11/2020. Quando entra no seu veículo, geralmente leva familiares ou amigos consigo. Mas eles não são os únicos ocupantes do automóvel. Também matemáticos como Pitágoras ou físicos como Newton são companheiros de viagem. O embaixador da Educação e Capacitação da Juventude da SEAT, David Calle, engenheiro de comunicação, estrela do YouTube e professor finalista do Global Teacher Prize em 2017, explica-nos, em exclusivo, três fórmulas que permitem o funcionamento dos nossos veículos. Uma nova forma de ensinar ao serviço do mundo automóvel.
Newton convida-nos a travar. Quem poderia imaginar que aquela maçã que caiu de uma árvore perto de Isaac Newton desencadearia uma das carreiras mais prolíficas da física? A sua primeira lei, a da inércia, é o que leva os instrutores de condução a insistir tanto na distância de segurança. “Se estiver a conduzir e de repente um gato cruzar o seu caminho e você não tiver escolha a não ser continuar sem se desviar, você só pode travar”, diz David Calle. Seguindo as orientações de Newton, todo o corpo permanecerá em repouso ou movendo-se a uma velocidade constante em linha reta, a menos que uma força externa faça com que ele mude. “E essa força externa é o seu pé no pedal do travão”, brinca o professor.
Enquanto reagimos e ainda não pisamos no travão, continuamos a avançar. Para calcular esta distância de reação, uma simples regra de três é suficiente: multiplique a velocidade pelo tempo. Uma pessoa média leva 0,75 segundos a reagir, então, se por exemplo estamos a 120 km/ h (33,33 m/ s), continuaremos em movimento durante, nem mais nem menos, do que 25 metros, até que finalmente pisemos o travão. Por isso, é importante não ultrapassar os limites de velocidade e manter a distância de segurança, “para salvar o gato”, ri.
Nestes casos, o mais importante, além de travar a tempo, é detetar os obstáculos na estrada com bastante antecedência. É por isso que os automóveis facilitam cada vez mais a visibilidade, mesmo em viagens noturnas. A quarta geração do SEAT Leon inclui um acabamento de faróis Full LED que iluminam com maior intensidade e com um alcance frontal de até 70 metros, em comparação com 50m dos modelos anteriores.
Aerodinâmica exponencial. Quando em 1921 o inventor austríaco Edmund Rumpler criou um veículo em forma de gota de água, já era previsível que a aerodinâmica se tornaria uma obsessão para os fabricantes de automóveis. Esta ciência, que estuda o movimento do ar, é a chave para o desempenho do veículo. “Com a otimização da aerodinâmica, o automóvel ficará mais rápido, mas também será mais seguro e eficiente, pois reduzirá o consumo e as emissões de CO2”, destaca David Calle.
Edmund Rumpler não se enganou com seu extravagante veículo: “Efetivamente, os automóveis com volumes arredondados e estreitos são mais aerodinâmicos do que aqueles que possuem formas mais quadradas, porque permitem atravessar a grande parede de ar que tem à sua frente”, comenta o professor. Mesmo assim, por detrás das formas e dos volumes escolhidos deve haver sempre uma fórmula que sustente as decisões: a fórmula da aerodinâmica.
Esta lei da física afirma basicamente que ao multiplicar por dois a superfície frontal de um objeto, a resistência que o ar exerce sobre ele é duplicada, mas se for a velocidade a ser duplicada, a resistência quadruplica. “Isso acontece porque superfície e resistência têm uma relação linear, enquanto que com a velocidade, a resistência está exponencialmente relacionada”, explica o professor. Por isso, quanto mais rápido formos, mais difícil será lutar contra a força do ar, pelo que a superfície e as suas formas devem jogar a nosso favor.
As integrais, finalmente úteis. Não se engane: nos nossos anos de estudante, todos nós lutamos mais do que uma vez com as integrais e as suas primas, as derivadas. A sério: para que servem estes cálculos na vida real? “É uma pergunta que já me fizeram inúmeras vezes”, admite David Calle, “e a resposta está em qualquer circuito de corrida”.
No caso de uma corrida entre dois pilotos, se quisermos saber quem fez uma curva mais rápido, o mais fácil é medir a velocidade de cada um dos pilotos em um ou dois pontos da curva e fazer a média, "mas só nos daria uma imagem fix
a de velocidade”, comenta David Calle. Para levar em consideração todos os dados de cada um dos pontos da curva, a integral é a operação perfeita, pois trata-se exatamente disto: uma soma contínua de dados infinitos.
Graças a avançados sistemas de telemetria, que medem diferentes magnitudes em tempo real, atualmente é simples obter dados de velocidade em cada ponto de uma curva ou circuito. “Com os dados, longe de ter que os somar um a um, só temos de fazer a integral do conjunto e a média do resultado de cada piloto vai nos dizer quem ganhou”, explica o professor. Além das corridas, este sistema de monitorização de velocidade também se aplica em termos de segurança. É o caso do novo SEAT Leon, que conta com um Cruise Control Adaptativo (ACC) e um assistente de viagem que oferece uma condução assistida em velocidades até 210 km/ h.
De números e letras. Estes são apenas três dos muitos exemplos de matemática por detrás de um automóvel. “Não o vemos, mas na indústria automóvel escondem-se horas e horas de cálculos, operações e fórmulas para garantir o melhor desenvolvimento do veículo e, acima de tudo, a segurança”, conclui David Calle. “Também o conforto: por exemplo, na consola combinam-se milhões de 1 e 0 para satisfazer todas as necessidades de infotainment, em código binário”, acrescenta. "Mas isto é outra história".
A SEAT é a única companhia no seu setor com capacidade total para desenhar, desenvolver, fabricar e comercializar automóveis em Espanha. Membro do Grupo Volkswagen, a multinacional tem a sua sede em Martorell (Barcelona) e vende veículos com as marcas SEAT e CUPRA, enquanto SEAT MÓ abrange produtos e soluções de mobilidade urbana, exportando 81% dos seus veículos, estando presente em mais de 75 países. Em 2019, a SEAT vendeu 574.100 automóveis e alcançou um lucro após impostos de 346 milhões de euros e um volume de negócios recorde de mais de 11 mil milhões de euros.
A SEAT emprega mais de 15.000 profissionais e conta com três centros de produção: Barcelona, El Prat de Llobregat e Martorell, onde fabrica o Ibiza, Arona e o Leon. A empresa também produz o Ateca na República Checa, o Tarraco na Alemanha, o Alhambra em Portugal e o Mii electric, o primeiro veículo 100% elétrico da SEAT, na Eslováquia. A estas instalações juntam-se SEAT:CODE, o centro de desenvolvimento de software localizado em Barcelona.
A SEAT irá investir 5 mil milhões de euros até 2025 em projetos de I&D para desenvolver veículos, especialmente para eletrificar a gama, em equipamento e instalações. A empresa pretende fazer da Martorell uma fábrica de impressão com zero emissões de carbono até 2050.
Tags:
