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Como o veículo está subindo a inclinação e a gravidade puxa apenas para baixo, há um componente dessa força que puxa na direção oposta à velocidade para fazer o veículo desacelerar. À medida que sobe a inclinação, há um aumento na energia potencial gravitacional. Quanto mais alto, maior a energia potencial.
Claro, a mesma coisa pode acontecer ao contrário. Se você deixar um objeto descer uma rampa, haverá uma diminuição na energia potencial gravitacional e um aumento resultante na energia cinética. Portanto, você ainda precisa de alguns freios ou algum tipo de fricção para evitar que o veículo escorregue para trás. A maioria dessas rampas de fuga é feita de cascalho muito macio para causar uma grande força de atrito de modo que um caminhão parado permaneça parado.
Redução de marcha
Os carros com transmissão manual ou câmbio manual não são tão populares quanto os automáticos – mas ainda existem. Com o câmbio manual, o motorista precisa mudar manualmente de uma marcha para outra enquanto aumenta a velocidade. Mas eles também podem usar esse mesmo processo para diminuir a velocidade do carro.
Digamos que eles estejam na quarta marcha movendo-se a 40 milhas por hora. Se eles reduzirem para a terceira marcha e tirarem o pé do acelerador, o carro diminuirá a velocidade. Eles não precisam tocar no pedal do freio, o que significa que as luzes de freio do carro não acenderão mesmo que ele esteja diminuindo a velocidade. Claro, se um motorista precisar parar em uma distância muito curta, essa redução de marcha não será suficiente e ele terá que usar a frenagem tradicional.
Como é que isso funciona? Vou apenas dar uma descrição superficial do motor de combustão interna, mas é tudo o que precisamos para entender a redução de marcha. Um motor fornece energia adicionando gasolina a um espaço comprimido nos cilindros. Quando o combustível é inflamado, o gás se expande e empurra os pistões para baixo. Os pistões movendo-se para cima e para baixo giram o virabrequim, que (com mais algumas conexões) gira as rodas. Boom, você está dirigindo! Para fazer isso funcionar, você precisa de combustível, uma faísca para acender o combustível e compressão.
E se você remover a faísca e o combustível? Se as rodas estiverem engatadas com o motor através da transmissão, ainda há a compressão de um gás nos cilindros. Essa compressão de um gás adiciona resistência ao motor em rotação e pode ser usada para desacelerar o carro. (Claro, você ainda precisa do atrito entre os pneus e a estrada.)
Em termos de energia, ainda precisamos de um aumento de energia para corresponder à diminuição da energia cinética. Não deveria ser uma surpresa que você obtenha um aumento na energia térmica. Quando um gás é comprimido, ele fica mais quente — e aí está a sua energia.
Frenagem Regenerativa
E se houvesse uma maneira de desacelerar um carro e diminuir a energia cinética, mas também economizar essa energia? Bem, isso é exatamente o que acontece na frenagem regenerativa.
Tudo isso começa com um motor elétrico, que é essencialmente apenas um laço de fio em um eixo giratório próximo a um ímã. Quando a corrente elétrica flui através do loop, há uma interação entre a corrente e o ímã, e isso faz com que o loop gire no eixo. Isso realmente funciona para trás também. Se você mover um fio na presença de um campo magnético, ele criará uma corrente elétrica. Isso significa que um motor elétrico e um gerador elétrico são a mesma coisa. Para o motor, você dá corrente e ele move as coisas. Como gerador, você gira o eixo e obtém uma corrente elétrica.
