Trabalho dinâmica Bicicleta

Universidade de São Paulo
Escola de Engenharia de São Carlos

Estudo da frenagem de uma bicicleta padrão

28/05/2012, São Carlos
São Paulo – Brasil

1) Objetivos:

Ocasionalmente, ao guiar uma bicicleta, o condutor pode acabar se acidentando. Um dos acidentes mais comuns trata-se do lançamento do ciclista por cima do guidão, isto é, o sistema (ciclista + bicicleta) gira em torno da roda dianteira travada no solo.
O objetivo deste trabalho é realizar uma análise do fenômeno de frenagem de uma bicicleta convencional, possibilitando-se assim verificar em que circunstâncias o acidente citado ocorrerá, e apresentar alternativas de evitá-lo.

2) Experimento:

Para realizar-se o estudo do problema, deve-se, primeiramente, extrair certos dados necessários para seu equacionamento, como massas e centros de gravidade (CG) da bicicleta e do ciclista, assim como do sistema formato por estes.
Na imagem abaixo é apresentada a bicicleta utilizada no experimento. Com o auxilio de uma balança, determinou-se sua massa (mb) em 14,6kg.

Ainda na mesma imagem, estão representadas duas linhas de auxilio, as quais foram utilizadas para determinar o centro de gravidade da bicicleta (CGb) através do seguinte método: suspende-se a bicicleta por um ponto e traça-se uma reta vertical partindo dele. Repete-se o processo para um ponto distinto, e a intersecção das duas retas será a localização do CGb. O posicionamento obtido, com o auxílio de uma trena, foi de uma altura (hb) de 550 mm e uma distância horizontal em relação ao eixo traseiro (bb) de 480mm. Também foi medido o entre-eixos da bicicleta (L), de 965mm.

Para o ciclista, já sobre a bicicleta, considera-se a localização de seu centro de gravidade (CGc) em seu umbigo, com posição estimada a uma altura (hc) de 1020mm em relação ao solo e uma distância horizontal de 360mm em relação ao eixo traseiro (bc). A massa do ciclista é de 80kg. A massa do sistema,