Problemas

Durante os testes com o carrinho, alguns problemas foram percebidos quanto ao seu desempenho. Em dois testes ele não andou e notamos que o erro estava no modo como enrolamos o barbante, porque a forma como fizemos impediu que ele girasse o eixo traseiro do carrinho. Outro problema foi percebido ao longo dos testes, o fato de não aumentarmos o tamanho da haste influenciou na velocidade que o carrinho tomava. A estrutura da ratoeira que deve ser travada começou a entortar com o passar dos testes, acreditamos ser por causa da haste sobre ela.

As soluções para os problemas foram encontradas, porém nem todas foram aplicadas à prática.

Referências

Referências sobre a construção do projeto:

1.  Acessado em 22/09 - https://www.youtube.com/watch?v=DWPRipw3SyM
2.  Acessado em 22/09 - http://pt.wikihow.com/Construir-um-Carrinho-de-Ratoeira 
3.  Acessado em 22/09 - http://pt.wikihow.com/Aumentar-a-Velocidade-de-um-Carrinho-de-Ratoeira
4.  Acessado em 22/09 - http://www.abenge.org.br/CobengeAnteriores/2012/artigos/103753.pdf 
5.  Acessado em 22/09 - http://engenhaanhanguera.blogspot.com.br/2012/06/carrinho-de-ratoeira.html

Referências presentes no relatório:

1.  Acessado em 30/10 - http://dicionario.sensagent.com/Teorema%20da%20velocidade%20m%C3%A9dia/pt-pt/
2. Acessado em 30/10 - http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/energia-cinetica.htm
3. Acessado em 30/10 - http://memoriadaeletricidade.com.br/default.asp?pag=10&codTit1=44278&pagina=destaques/almanaque/cientistas&menu=386&iEmpresa=Menu
4. Acessado em 30/10 - http://hypescience.com/o-que-exatamente-e-cavalo-vapor-ou-cv/
5. Acessado em 30/10 (em inglês) - http://history-computer.com/ModernComputer/Basis/compact_disc.htmlhttp://www.madani.adv.br/aula/competicoes/c_ratoeira%20artigo.pdf
6. Acessado em 30/10 - http://inventores.com.br/ratoeira/ 
7. Acessado em 30/10 - http://stoa.usp.br/wmpommer/files/3897/20637/Projeto+Integrador+Grupo+Cad%C3%AA+2009+1+sem.pdf 

Conclusão

Com a realização desse projeto, podemos aprender muito mais sobre os conceitos envolvidos na construção do carrinho, conceitos estudados antes em sala que se tornaram muito mais claros com o projeto. Pesquisar sobre a física presente no carrinho e o que poderia interferir em seu funcionamento foi de extrema importância.

Por mais que na competição ele tenha falhado, nos empenhamos em construir um carrinho que funcionasse muito bem e descobrimos o erro cometido na competição, a forma como o barbante foi enrolado fez com que ele não saísse do lugar.

Como todos os projetos, esse também nos ajudou a crescer como grupo e nos empenhar para concluir o trabalho, mesmo não perfeito, fizemos o que estava em nosso alcance e concluímos que podemos melhorar muito para os próximos projetos.

Em sala, o comprometimento foi o mesmo, nos esforçamos para fazer e entregar todos os desafios e sempre apostar o máximo, não estávamos nos importando se íamos perder, queríamos apenas participar o máximo possível e também aprender. Vencer é uma consequência.

Tabela de Testes

Valores de velocidade média⁽¹⁾, energia cinética⁽²⁾, potência em W⁽³⁾ e Hp⁽⁴⁾ aproximados. (Clique na tabela para ampliar).

Reuniões

Sábado 24/09/16

Reunião feita para a montagem do carrinho, os responsáveis pela compra dos materiais (Ana Julia e Vitor) levaram o que lhes foi pedido e Giovanna Silva levou o projeto escolhido com todas as informações sobre o mesmo.

Foi a única reunião, porém sempre há troca e mensagens sobre o projeto entre o grupo nas redes sociais, para saber como vai o andamento.

Dimensões

 

1. 13,5cm
2. 1,1cm
3. 6,7cm
4. 6,0cm
5. 1,7cm
6. 2,0cm
7. 8,0cm
8. 12,0cm
9. 6,0cm
10. 22,0cm
11. 4,0cm
12. 3,3cm
13. 13,5cm
14. 6,0cm
15. 1,5cm
16. 4,0cm
17. 7,5cm
18. 32,0cm
19. 11,0cm
20. 7,0cm
21. 6,0cm
22. 8,0cm

Passo a Passo

Materiais:

• 5 pedaços de uma madeira de 1,5cm de largura -  Dois pedaços de 32cm, dois de 8,5cm e um de 13,5cm de comprimento.
• 6 CD's⁽⁵⁾ normais e 4 mini CD's.
• 2 palitos de churrasco - Um de 10cm e outro de 17cm de comprimento.
• 10 borrachas circulares com furo no centro. 
• Uma lixa de madeira 6cm x 2cm.
• Uma ratoeira⁽⁶⁾ de dimensões 11cm x 7cm.
• Bexigas.
• Um barbante de 25cm de comprimento.
• 3 abraçadeiras de plástico.
• Fita isolante (opcional).
• 2 bicos de torneira de plástico.

 Passo a Passo:

1. Colocar as duas madeiras de 32cm paralelas uma a outra com uma distância de 6cm entre as duas.
2. Em seguida, cole as duas madeiras de 8,5 sobre as madeiras maiores horizontalmente à elas, a uma distância de 7cm do começo das maiores e distantes 7,5cm uma da outra. Essa formação será onde a ratoeira ficará. A última madeira deve ser colada na parte traseira da estrutura, nas pontas dos maiores pedaços.
3. Na pontas frontais da estrutura, deve-se fazer dois furos a uma distância de 2cm do começo, por onde passará o eixo frontal. Na parte traseira, os furos devem estar a 6,5cm do fim da estrutura, por onde passará o eixo traseiro.
4. A ratoeira deve ser colocada em cima das madeiras centrais, de forma que seu gatilho esteja apontado para frente. Com duas braçadeiras, prenda a parte traseira da ratoeira em uma das madeiras e com a outra braçadeira, passe-a pelo furo presente na parte da frente da ratoeira e prenda-a na outra madeira, de forma que ela fique firme e não se mova.
5. Junte os 4 mini CD's, corte as pontas de uma das bexigas e coloque-a em volta dos CD's, como forma de não deixá-los escapar, Faça o mesmo com os CD's maiores, mas dividindo-os em duas partes, com três CD's em cada uma.
6. Passe o menor CD pelo menor palito de churrasco e prenda-o no meio dele com ajuda as borrachas. Passe uma borracha por cada uma das pontas do palito e encaixe-o nos furos da parte da frente da estrutura do carrinho. Após encaixar, coloque outra borracha em cada ponta na parte de fora dos furos e ajuste as borrachas internas para deixar o eixo bem preso.
7. Para o eixo traseiro, cole a lixa em volta do meio do palito de churrasco e passe-o pelos furos traseiros. Nas pontas, coloque um bico de torneira em cada lado e uma borracha sobre ele; em seguida, encaixe cada um dos CD's em cada ponta e coloque uma borracha na ponta que sobrar, para deixá-los firmes.
8. Amarre o barbante na ponta da ratoeira, ou seja, na parte que irá ser puxada para trás na ratoeira, puxe o barbante até que ele chegue no eixo traseiro, se houve uma sobra, corte-a.
9. OPCIONAL - Para finalizar, cubra o carrinho com fita isolante para uma maior proteção.

Terceiro Trimestre - Carrinho de Ratoeira

Nesse trimestre, o projeto feito foi o do carrinho de ratoeira⁽⁷⁾. Seguem algumas fotos do projeto finalizado:

Agradecimentos

Nossos sinceros agradecimentos às pessoas que contribuíram para que esse projeto se tornasse realidade:

  Ao nosso professor, Maurício;
Responsável pela iniciação do projeto, auxílio, orientação e incentivo sobre a construção e execução do mesmo.
 
  Ao ex-aluno, Lúcio;
Por criar o projeto de base que serviu como inspiração para o nosso.

  Ao pai da Giovanna, Carlos;
Por ajudar na construção e montagem da base.

Sem essas pessoas, esse projeto não existiria e não nos proporcionaria tantas experiências positivas quanto proporcionou.

Conclusão

Com esse projeto, podemos entender de uma maneira mais prática alguns temas e conceitos estudados durante às aulas, os quais, muitas vezes, tornam-se abstratos para uma porcentagem dos alunos.
A construção do foguete nos influenciou a pesquisar e pensar sobre como se daria o projeto, para que seu desempenho seja excelente, pensando em toda a física envolvida no funcionamento dele.
Portanto, foi de suma importância a dedicação do grupo à esse projeto, por mais que falhas sejam, de uma forma ou outra, inevitáveis, o grupo permaneceu se empenhando na construção do foguete e, também, nos exercícios propostos em sala, sempre procurando fazê-los e entregá-los em todas as oportunidades.

Física no foguete

Durante os testes dos foguetes de água, alguns conceitos físicos ficam bem evidentes, tais como, a pressão da água e a comprovação da 3ª lei de Newton.

Pressão atmosférica:
    Ao injetar ar comprimido dentro da garrafa, a pressão do mesmo dentro dela se torna maior do que a pressão atmosférica que cobre e atua sobre a garrafa externamente, resultando na liberação da mesma.

3ª lei de Newton → Ação e Reação
    Ela se torna explícita quando o ar comprimido impulsiona a água para baixo, resultando na subida da garrafa.

Fonte

Questões

1- P= 23cm ou P= 0,23m

2- r= 3,66cm ou r= 0,036m

3- A= 42,062cm² ou A=0,0040694m²

4- 100 psi = 689475,91Pa

5- Força: F=P.A
F= 689475,91 . 0,0040694 = 2805,7532N

6- Pessoas tentando empurrar um carro. 2805,7N ≈ 280,6Kg

Funcionamento de foguetes

Vídeo interessante que mostra como é composto e como é o funcionamento de um foguete, mas especificamente, o SATURNO V.

  

Foguetes espaciais x Foguetes de água

O funcionamento de um foguete pode ser explicado utilizando um balão de ar. Uma vez cheio, o ar é liberado, o balão se desloca no sentido contrário ao da saída do ar, ou seja, caso a abertura do balão esteja voltada para baixo, o ar será liberado para baixo e o balão irá subir. Um foguete ao ser disparado para o espaço funciona exatamente como um balão. Isso ocorre devido aos foguetes funcionarem baseados na Terceira Lei de Newton, a lei da ação e reação. Essas forças são iguais em intensidade e direção, porém tem sentidos contrários. 
Nos foguetes de água, o combustível responsável pela ação de descolar o foguete é a água e o ar comprimido colocado junto dela, que, ao serem liberados, a água sai pela garrafa (devido à pressão exercida pelo ar comprimido) e a mesma desloca-se na direção contrária da eliminação do líquido.
Portanto, foguetes espaciais e foguetes de água são, quanto ao seu funcionamento, muito parecidos, pois levam em consideração os mesmos princípios físicos e ações, diferenciando, apenas, nos combustíveis usados para tal lançamento.

FONTE

Passo a Passo: Foguete

Materiais:

• Garrafa de 600mL
• Fita isolante
• Papelão 
• Tesoura
• Lápis

Passo a Passo:

1. Desenhar no papelão as 3 aletas de forma triangular, formando um triângulo retângulo.
2. Cada uma das aletas deve ser igual a outra, contendo as mesmas medidas e proporções.
3. Deve-se recortá-las do papelão e certifica-se de que estão iguais, sem linhas tortas, pois isso pode atrapalhar a colagem.
4. Para colá-las na garrafa, o cateto maior deve estar em contato com a garrafa, de forma que o cateto menor fique voltado para cima, pois quando virar a garrafa ao contrário, estarão certos.
5. Pegar pedaços de fita isolante e fixar os três triângulos à distancias iguais, de forma que eles criem uma espécie de formato triangular na garrafa. 

Passo a Passo: Base

Materiais:

• Cano T 3/4
• Cano de esgoto 40
• 8 abraçadeiras
• 4 parafusos sextavados com porca
• 2 argolas de metal pequenos
• 2 meio-anéis de metal (abraçadeiras de metal)
• Mangueira de combustível: 4 metros
• Rolha de cortiça
• Fita isolante
• 4 pedaços de madeira
• Bico de pneu de bicicleta
• Cano de água 3/4: 6 cm

Passo a Passo

1.  Pregar 3 das 4 madeiras uma em cima da outra, de maneira que formem um grande bloco.
2.  Fazer 4 furos paralelos (em formato quadrado) no centro da quarta madeira, por onde passarão os parafusos.
3. Passar os parafusos pelos 4 furos e fixar a madeira nas outras 3 de forma que a cabeça dos parafusos fiquem em contato com as madeiras e a parte alongada, para fora.
4. Colocar o cano em T no meio dos parafusos e, em suas extremidades, colocar as abraçadeiras de metal, de forma que seus furos coincidam com as pontas do parafuso, passando-os por dentro das mesmas. Apertar as abraçadeiras de metal nos parafusos com as porcas.
5. Fixar entre os parafusos as duas argolas de metal, de modo que cada uma fique de um lado do cano e entre dois parafusos.
6. Encaixar o cano de 6cm na ponta do cano T.
7. Cortar 6 abraçadeiras no tamanho de 8 cm e colá-las no cano de 6cm, de forma que fiquem igualmente distribuídas ao redor dele e de forma que a parte quadrada fique voltada para dentro.
8. Passar duas abraçadeiras em volta das outras 6 de modo a fixá-las melhor, fazendo com que os dois quadradinhos delas coincidam um embaixo do outro.
9. Passar fita isolante ao redor de todo o conjunto de abraçadeiras.
10. Fazer dois furos paralelos no cano de esgoto, cortar cerca de 3,50m de barbante, passar cada uma das pontas do barbante por uma das argolas e amarrá-las em cada um dos furos, colocando o cano por cima do conjunto todo.
11. Passar a mangueira por dentro do conjunto, de forma que saia pelo meio das abraçadeiras.
12. Prender o bico de bicicleta na maior extremidade da mangueira, a que ficará mais distante da base.
13. Furar a rolha de cortiça para a ponta da mangueira, que passou por dentro da base, passar por dentro dela. 

Passo a Passo: Paraquedas

Materiais:

• Saco de lixo preto
• Barbantes
• Tesoura

Passo a Passo:

1. Pegar o saco de lixo e cortar o fundo e os lados que forem colados como forma de abri-lo completamente.
2. Abrir o saco e marcar um círculo com raio de 60cm.
3. Cortar o círculo.
4. Fazer 8 furos ao redor do círculo, mais precisamente, em suas bordas, de forma que eles formes um octógono, ou seja, as distâncias entre os mesmo sejam, ao menos, parecidas.
5. Cortar 8 pedaços de barbante de 12cm cada.
6. Pegar o barbante e passá-lo pelo furo, dando um nó para que ele não escape.
7. Fazer isso respectivamente nos outros 7 furos.

Teste do foguete em vídeo

Teste do foguete de água sem o paraquedas.

Teste do Foguete

No teste realizado na escola, o grupo 5 chegou à marca de 3,77s e 3,53s nos dois lançamentos feitos, alcançando o terceiro lugar no ranking.

Projeto Foguete de Água

Acima estão algumas fotos do projeto do foguete de água. Sendo que a garrafa usada nas imagens da base é apenas um exemplo para demonstração.

Teste Paraquedas

O trimestre começou com testes de paraquedas em foguetes de garrafas de 300ml; as quais deveriam ser lançadas com a mão para o ar, com o objetivo de examinar o desempenho do paraquedas.
O grupo utilizou dois foguetes, um de 80ml e outro de 250ml; sendo que o menor alcançou o maior tempo do grupo: 2,40s. O grupo 5 terminou os testes na oitava posição.

Resultados do trimestre

Nesse trimestre, o grupo 5 terminou em segundo lugar com um total de 118 pontos. Tal resultado foi possível através dos últimos desafios realizados em sala, nos quais ganhamos 40 pontos e disparamos na frente dos demais grupos.
Esperamos, no próximo trimestre, conseguir um resultado melhor ainda, pois sabemos que somos capaz de muito mais!

Correção do Relatório

 

Questão 5

A massa suportada por cada um dos apoios é de 35g (70g suportadas, divididas entre os dois apoios: 70:2=35) e o peso é de 0,35N (0,7N suportados, divididos entre os dois apoios: 0,7:2=0,35)

 

Questão 7

A soma de todas as forças presentes devem ser iguais a zero, porque para o objeto encontrar-se em equilíbrio estático ele não pode rotacionar (M=0), nem transladar (F=0). Para essas forças serem anuladas, a ponta do lápis deve se encontrar no centro de massa e gravidade do objeto escolhido para equilibrar.

 

Questão 8

Para as cartas ficarem em equilíbrio estático elas devem ter a resultante das forças igual a zero. A maior dificuldade encontrada para equilibrá-las é chegar a esse ponto onde as forças das duas se anulam e fazê-las permanecerem assim mesmo com a ação de agentes externos, como o vento; outra dificuldade é conciliar o ângulo da ponta onde as cartas se tocam e o ângulo das mesmas com a mesa, pois, muitas vezes, elas acabam escorregando e fazendo o castelo cair. 

 

Questão 9 (Conclusão)

No decorrer do trimestre, o grupo aprendeu como construir uma ponte de macarrão e todos os conhecimentos necessários para fazer um modelo mais prático e resistente; aprendeu na prática o quão difícil é fazer com que a soma das forças nos objetos resulte em zero, como na competição do castelo de cartas e na competição do lápis. Nos dedicamos imensamente aos desafios em sala, nunca deixando de respondê-los e não tendo medo de apostar o máximo, tudo é aprendizado e experiência.

Na competição de macarrão, por mais que não tenhamos conseguido terminar a ponte a tempo de competir, nos empenhamos em tentar terminá-la até o último instante, levando em conta toda a experiência da construção ao invés de, somente, o primeiro lugar. Nas demais competições, a mesma coisa aconteceu, mesmo que decepcionados por não conseguirmos chegar ao primeiro lugar, fizemos tudo o que era possível na situação que nos encontrávamos, nunca desistindo por estarmos nas últims colocações.

Percebemos que devemos melhorar para o próximo trimestre, principalmente com relação ao blog e aos relatórios, onde nos comprometemos a postar mais coisas com relação a tudo que realizamos como grupo e nos empenharmos mais para concluir os relatórios a tempo. Por mais que problemas como esses ocorram, o grupo se esforça para sempre fazer o seu melhor, mas sabe que consegue fazer muito mais que isso e chegar muito mais longe nas competições!

Competição do Lápis

Nesta competição escolhemos um boneco no formato de um minion (Filme: Meu Malvado Favorito/Minions) para equilibrar. A tentativa de equilibrar o objeto do outro grupo, falhamos por não achar o ponto de equilíbrio que possibilitasse o mesmo ficar em cima do lápis. Porém, conseguimos equilibrar nosso próprio objeto, mas na segunda tentativa.

Competição do Castelo de Cartas

Na competição do castelo de cartas não tivemos um desempenho tão bom, ficando nos últimos lugares por várias vezes o castelo cair próximo ao término do tempo para construí-lo. Em algumas rodadas conseguimos ótimos resultados, mas nas últimas eles não foram tão bons, nos levando aos últimos lugares da disputa.

Competição Ponte de Macarrão

Pré-competição

• O grupo reuniu-se para discutir o modelo a ser utilizado e testá-lo, escolhendo o que apresentava melhor desempenho (modelo publicado no blog anteriormente). A ponte mostrava-se muito resistente durante os 5 testes feitos e conseguimos montá-la por completo em todos eles.

Competição

• Na competição, conseguimos montar a base e todos os lados, porém tivemos problemas com a ponte que envolveram os lados não colarem na base a tempo de competir, porém não desistimos e tentamos terminá-la até o último instante. Apenas nossa base foi para a competição, alcançando um fator de 16.

CONCLUSÃO

• Concluímos que caso tivéssemos conseguido terminar a ponte a tempo, talvez teríamos uma boa chance de conseguir uma boa colocação na competição porque conseguimos um fator alto apenas com a base.

Estrutura do Grupo

Após algumas modificações na estrutura do grupo, como entrada e saída de membros, e a escolha de líder, vice-líder e membro do comitê de ética, essa é a nova estrutura:

Giovanna Silva, 8
Giovanna Tosti, 9 (LÍDER/MEMBRO DO COMITÊ DE ÉTICA)
Lucas Eloy, 20
Lucas Nakagawa, 21 (VICE-LÍDER)
Marcello Eduardo, 24

Estrutura antiga:

Giovanna Silva, 8
Giovanna Tosti, 9
Lucas Nakagawa, 21
Luiz Flávio, 22
Marcello Eduardo, 24

Modelo Ponte de Macarrão

Projeto da ponte de macarrão desenvolvido pelo grupo.