MEMBROS DO GRUPO
Gabriel Souza, 06Idalina Zanetti Moreira, 10
Laryssa Pires, 17
Laura Toledo Ramalho Campos, 18
Maria Eduarda Souza Morais, 27
Marcelo Gonçalves Barbosa, 36
PROJETO DO CARRINHO
Processo de Criação
Para o processo de criação foram necessárias algumas fontes de pesquisa, tais como sites de Física, para entendimento do conceito de energia potencial elástica, dinâmica e cinética, além de projetos similares disponíveis na Internet que utilizavam o mesmo principio de sistemas mecânicos. Tendo em vista a ratoeira definida (11cm x 7cm) definida, analisamos e elaboramos a lista de material do veículo.
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Um refil
de caneta
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Uma
ratoeira
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Oito
palitos de picolé
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Dois
palitos de churrasco
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Cola quente,
cola branca, cola de artesanato, tesoura, caneta, régua, alicate.
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Quatro rodas
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Uma
vareta de metal
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10 cm de
arame
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Linha ou
fita
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Elaboração do Projeto
Pensando no impacto e força da ratoeira disparando, definimos que o chassi
seria de palitos de picolé o que garante um grande leveza no projeto.
O sistema de transmissão foi utilizado uma haste de
aproximadamente 8cm com uma fita com o tamanho aproximado de 18cm ligado ao
eixo da roda dianteira.
Para as rodas foi definido a utilização de rodas de
carrinhos de brinquedo, para termos maior estabilidade e controle do veículo.
Na construção do sistema de eixos foram utilizados palitos
de churrasco lixados, encaixados nas rodas.
Os elementos de fixação utilizados foram cola branca, linha (para
a fita), cola quente e cola de artesanato proporcionando a fixação adequada em
todos os sistemas do veículos.
A FÍSICA DO PROJETO
- Movimento retilíneo
O movimento retilíneo consiste em um móvel percorrer uma
distância conhecida, por um determinado tempo, podendo existir aceleração deste
móvel dependendo se há ou não alteração da velocidade durante o tempo percorrido.
No veículo
apresentado foi calculada a velocidade final, tendo os dados de distância
percorrida, bem como o valor da aceleração que o objeto apresenta. Pois durante
o trajeto a velocidade do corpo variou com o tempo, apresentando assim características
para o cálculo de aceleração média (MRUV – Movimento Retilíneo Uniformemente
Variado).
Para o cálculo desta aceleração foi utilizada a Equação de Torricelli, pois
esta fórmula equaciona a velocidade obtida com o espaço percorrido pelo móvel.
4,85² = 0² + 2 . a . 3
23,52 = 6a
a = 23,52/6
a = 3,92m/s
- 1º Lei de Newton
A 1º lei de Newton
consiste em, “quando a força resultante sobre um corpo é igual a zero ele se
move com a velocidade constante (que pode ser nula) e aceleração nula”, isto
ocorre no momento em que o sistema de propulsão do veículo não transmite mais
energia, atuando assim a 1º lei de Newton sobre o veículo.
- 2º lei de Newton
A 2º lei de Newton consiste em, “quando uma força resultante
externa atua sobre um corpo, ele se acelera. A aceleração possui a mesma
direção e o mesmo sentido da força resultante. O vetor força resultante e igual
ao produto da massa do corpo pelo vetor aceleração do corpo”, para isto
coletamos o valor da massa do veiculo e calculamos a respectiva força
resultante do veículo responsável pelo movimento após o acionamento da
propulsão. Isto faz com que o veículo tenha variação de sua velocidade e
aceleração em um determinado espaço e tempo percorrido, e quanto maior a sua
massa mais força será necessária para produzir uma respectiva aceleração.
F = 0,90 . 1,6
F = 1,44N
- Força de Atrito
Quando dois corpos interagem por contato direto entre suas
superfícies, essas forças são chamadas de força de atrito, usando a 2º lei de
Newton, conclui-se que deve haver uma força que é contrária ao deslizamento do
corpo. Sendo assim, nosso veiculo possuindo quatro pontos de contato (quatro
rodas).
- Energia Potencial Elástica
A energia potencial elástica consiste na forma de energia
que se encontra armazenada em um corpo elástico deformado, estando associado ao
trabalho da força elástica, onde o trabalho da força é motor quando restitui à
mola a posição inicial, e resistente quando a mola é alongada ou comprimida
pela ação de outra força. Portanto dizemos que um corpo é elástico quando ele
volta a ter a mesma forma e o mesmo tamanho que possuía antes da deformação.
Este princípio foi utilizado através da concepção de uma mola de ratoeira
gerando uma força contrária ao repouso da mola, gerando energia cinética que
movimenta o veículo.
- Energia Cinética
A energia Cinética de um corpo resulta da transferência de
energia do sistema que põe o corpo em movimento. Ela mede o trabalho que o
corpo é capaz de realizar sobre o exterior, devido ao seu estado de movimento.
Sendo o trabalho da força resultante sobre um corpo num determinado
deslocamento e igual a variação da energia cinética do corpo neste
deslocamento. No entanto, após o acionamento da mola do veículo a energia cinética atuou no veículo, sendo que
quanto maior a massa ou a velocidade maior energia cinética gerada no veículo.
Ec = ½ . 0,90 . 4,85²
Ec = 10,58 J
- Peso
É a força exercida sobre um corpo pela atração gravitacional
da Terra, cujo valor é dado pelo produto da massa do corpo pela magnitude da
aceleração da gravidade.
P = m.g
P=0,90 . 9,8
P=
8,82N
O peso do veículo é 8,82N.
- Normal
Esta é
exercida pela superfície sobre o corpo, podendo ser interpretada como a sua
resistência em sofrer deformação devido ao peso do corpo. Esta força sempre
atua no sentido perpendicular à superfície, diferentemente da Força Peso que
atua sempre no sentido vertical.
Cálculo da reação
normal em cada roda:
N = P/quant.rodas
N = 8.82/4
N = 2,205N
Portanto a força normal de cada roda é
aproximadamente 2,2 N
CONCLUSÃO
Para projeto e desenvolvimento deste veículo foram aplicados
alguns conceitos físicos englobando duas áreas do primeiro ano do ensino médio,
a Cinemática e Dinâmica.
Após todos os testes
realizados devidamente e seguindo as regras do projeto, conseguimos com êxito a
aprovação nos testes realizados em sala de aula, que consistiam em ultrapassar
os 3m de distância pré-estabelecidos pelo professor.
Mesmo obtendo sucesso, Verificamos que
necessita de melhorias no sistema de propulsão para atendimento de distâncias e
velocidades maiores, portanto estamos pesquisando o melhorias possíveis para o veículo.
Entre
elas, procuramos modificar a aerodinâmica do carrinho, e os matérias das rodas,
para maior aderência á superfície, a espessura central dos eixos para maior
tração.
O carrinho está bom,
mas pode melhorar.Todos os integrantes estão ajudando na confecção e na compra
dos materiais necessários.
