Modelagem Matemática para otimização de desempenho de móbiles em descida de rampa

Resumo

O presente estudo analisa móbiles, dotados ou não de força de tração, que descem uma rampa inclinada sob a ação da gravidade, sujeitos às forças de arrasto e atrito de rolamento. A partir do equacionamento dinâmico e da obtenção das equações de velocidade e posição, investigou-se o efeito que possui a massa dos móbiles sobre seu desempenho em uma eventual competição, entendendo por desempenho a distância percorrida pelos móbiles em um intervalo fixo de tempo, previamente estipulado. Foi possível concluir que, quando os móbiles não são motorizados, o desempenho cresce continuamente com a massa. Por esse motivo, é necessário padronizar o valor de massa dos veículos competidores para garantia de isonomia. Já quando são dotados de força de tração constante, pode haver um valor de massa capaz de maximizar o desempenho, sendo por isso interessante deixar para as equipes competidoras a tarefa de determinar o valor de massa mais vantajoso para seus veículos. Foram avaliadas as condições sob as quais o desempenho admite ser otimizado e uma expressão analítica para determinação da massa dos móbiles que maximiza o desempenho foi obtida.