Relatório da Catapulta

Objetivo do Trabalho:

Os objetivos do nosso trabalho foi: 

1. Construir uma catapulta que lançasse a bolinha de tênis até um alvo que estaria de 4 a 5 metros. Ou seja, o objetivo maior era fazer uma catapulta capaz de lançar a essa distância.
2. Conseguir fazer a prova mínima. Que era justamente acertar qualquer pedaço do alvo que estaria de 4 a 5 metros da nossa catapulta. 
3. Aprender a construir uma catapulta e a aplicar forçar e a fazer cálculos como o da quantidade de movimento e o impulso. 

Descrever os Materiais Utilizados na construção da catapulta. (Todos os Materiais)

 Foram utilizados 7 pedaços de madeiras com 38cm de altura por 3cm. Que iremos denominar de madeira 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7. Usamos também um pedaço de madeira onde foi apoiado as madeiras 1, 2, 3 e 4. Vamos denominar esse pedaço de madeira 8. E também dois pedaços de madeira de 36 cm de altura por 3cm, demominados de madeira 9 e madeira 10. Um pedaço de madeira de 27 cm por 3cm, denominado de madeira 11. E um pedaço de cabo de vassoura de 16 cm, denominado com o número 12.

Usamos também uma peneira de tamanho pequeno. Um elástico cirúrgico, 3 ganchos, uma dobradiça de porta , furadeira, serrote e pregos.

Descreva em 5 passos a construção da catapulta.

1- Começamos pregando a madeira 1, 2 e 4 sobre o suporte, que é a madeira 8. 

A. Depois disso pegamos a madeira 5 e pregamos sobre a madeira 2 e a 4.

B. Pregamos a madeira 7 também sobre a madeira 2 e 4 e depois pregamos a madeira 6 por cima da 7, pra dar mais resistência.

2- O segundo passo foi quando pegamos a madeira 3 e pregamos sobre o meio da madeira 2 e 4. A madeira 3 foi a que serviu de apoio para a madeira que tinha função de lançar a bolinha.

A. Depois disso serramos a madeira 11 pois ela estava muito grande para a função que queríamos dar a ela. Ela inicialmente tinha 38cm e passou a ter 27 cm.

B. Depois de serrada, decidimos prega-la sobre a madeira 3. Mas antes disso teriamos que colocar a dobradiça de porta pregada sobre a madeira 3, pois ela que daria a possibilidade da madeira 11 se movimentar trás e depois para frente com facilidade, para assim lançar a bola de tênis.

C. Pregamos então a dobradiça sobre a madeira 3 e depois pregamos a madeira 11 sobre a dobradiça.

3- O terceiro passo foi onde pegamos um cabo de vassoura (madeira 12) e serramos, deixando-a com 16 cm.

A. Depois de corta-lo, pregamos a madeira 12 na madeira 5. Pregamos várias vezes já que essa era uma das partes que teria que ser mais resistente, por conta da força que se aplicaria ali quando a madeira 11 batesse, arremessando assim a bola de tênis.

B. depois disso, fizemos vários furos sobre a superfície do cabo de vassoura, pra colocarmos o gancho, que seria onde a madeira 11 bateria, para testarmos em qual ângulo que a madeira 11 batesse, fazeria a bolinha voar mais alto e longe.

4-  O quarto passo foi onde nós pegamos duas madeiras de 38 cm e as serramos, deixando-as com 36 cm. Essas madeiras se tornaram a 9 e a 10. Que pregamos sobre a 5.

A. Fizemos um furo com a furadeira no topo da madeira 9 e da madeira 10, para passarmos o elástico. 

B. Passamos o elástico pelos furos que fizemos, o amarramos na frente da catapulta com força e o esticamos para trás, até passa-lo pela madeira 11.

C. Fizemos então um furo atrás da madeira 11 e colocamos um gancho ali, para quando puxássemos a madeira 11 para trás na hora do lançamento, o elástico não escorregasse para baixo.

5-  No quinto passo, nós pegamos um prego e colocamos uns minutos no fogo e depois ao retira-lo, encostamos o mesmo que estava bem quente sobre a peneira, que como era de plástico, logo furou. 

A. Depois disso, nós colocamos a peneira já furada e com o prego introduzido nela na superfície da madeira 11 e então nós começamos a pregar o mesmo sobre o local até deixar a peneira bem firme. A peneira é uma das partes mais importantes da catapulta pois é ela que segura a bolinha antes do arremesso. 

B. E para finalizar nós pintamos a nossa catapulta com tinta branca.

Desenhe a Catapulta e Indique as forças sobre a mesma.

Cor vermelha: indica a força elástica.

Cor rosa: indica a força peso.

Cor azul: indica a força normal.

2ª Parte

Faça quantos lançamentos achara necessário e indique o resultado de dois deles na tabela abaixo:

Experimento I

Faça um desenho mostrando o lançamento e respectivos pontos medidos.

Deslocamento 1	4,5 m	Tempo 1	1,8 s	Velocidade 1	2,5m/s
Deslocamento 2	5,0 m	Tempo 2	2,5 s	Velocidade 2	2 m/s
Massa da Bolinha	0,0583 g	Peso da Bolinha	0,57134 N	Aceleração da Bolinha	0,71 m/s²
Quantidade de Movimento 1	0,145 kg.m/s	Quantidade de Movimento 2	0,1166 kg.m/s	Impulso na Bolinha	0,0284 N.s

Cálculos dos Deslocamentos:

Δs1= s2-s1

Δs1= 4,5-0 = 4,5 m

Δs2= s2-s1

Δs2= 5,0-0= 5,0m

Cálculos das Velocidades e Aceleração:

V1= Δs/Δt

V1=4,5/1,8 = 2,5 m/s

V2=Δs/Δt

V2=5,0/2,5 = 2 m/s

a= vf-vi/tf-ti = 2-2,5/2,5-1,8= 0,5/0,7 = 0,71 m/s²

Cálculos das Quantidades de Movimento.

Qm1= m.v

Qm1= 0,0583.2,5

Qm1= 0,145 kg.m/s

Qm2=m.v

Qm2=0,0583.2

Qm2=0,1166 kg.m/s

Cálculo do Impulso:

I= Q²-Q¹

I= 0,1166-0,145

I=0,0284 N.s

Experimento II

Repita o experimento I e indique os resultados na tabela abaixo. Não é necessário indicar o cálculo neste exercício.

Deslocamento 1	4,0 m	Tempo 1	1,3 s	Velocidade 1	3 m/s
Deslocamento 2	4,5 m	Tempo 2	1,8 s	Velocidade 2	2,5 m/s
Massa da Bolinha	0,0583 g	Peso da Bolinha	0,57134 N	Aceleração da Bolinha	1 m/s²
Quantidade de Movimento 1	0,1749  kg.m/s	Quantidade de Movimento 2	0,14575 kg.m/s	Impulso na Bolinha	0,02915 N.s

 

 3ª Parte

Responda cada questão colocada abaixo:

 

Qual a maior dificuldade do grupo para a construção da catapulta? Justifique.

O nosso grupo encontrou muitas dificuldades na construção da nossa catapulta. A primeira foi encontrar um jeito fácil e acessível para nós, estavamos procurando uma catapulta que conseguissemos construir. O que também dificultou foi a falta de madeira boa para a construção já  que a primeira versão da nossa catapulta foi construída com uma madeira muito ruim, e então no nosso primeiro teste a catapulta foi toda pro chão. Construímos outra catapulta mas erramos nela, já que colocamos o elástico prendido para baixo, o que fazia com que o elástico levasse toda a força para baixo, fazendo a bolinha não voar alto e sim cair no chão logo após o lançamento. 

 

  

Comente os Resultados encontrados nos dois experimentos.

O resultado do experimento 2 foi melhor do que a do experimento 1. Pois no experimento 1 o elástico estava meio frouxo e nós puxamos o lançador pouco para baixo, o que fez com que a catapulta não tivesse tanta velocidade para lançar.  Já no experimento 2 nós arrumamos o elástico e puxamos mais o lançador para baixo. 

  

Indique o ângulo de Lançamento, explique como você encontrou este valor.

O ângulo é 45º. Encontramos esse ângulo através de testes, pois com esse ângulo o lançamento da bolinha faz um tipo de "arco" fazendo com que assim a bolinha fique no ar por mais tempo, caindo assim no alvo esperado. 

 

Conclusão Final.

Construir a catapulta foi difícil sim. Complicado, pelo menos para o nosso grupo. Mas mesmo com todas as dificuldades foi divertido e interessante. Jamais imaginamos que teriamos capacidade de criar uma. Foi como uma conquista para nós, mesmo com a nossa catapulta não conseguindo atingir a prova mínima, tivemos uma outra chance de tentar e assim, arrumamos nossa catapulta e ficamos felizes em participar. Adoramos a experiência e os novos conhecimentos que esse trabalho nos trouxe, tais como aprender a medir o impulso da bolinha, a quantidade de movimento, entre outros. E mais uma vez, como em todos os trabalhos de física, saímos com uma visão de grupo diferente, aprendemos cada vez mais a trabalhar em grupo. 

 

Tipos de energia

Em nosso planeta encontramos diversos tipos de fontes de energia. Elas podem ser renováveis ou esgotáveis. Por exemplo, a energia solar e a eólica (obtida através dos ventos) fazem parte das fontes de energia inesgotáveis. Por outro lado, os combustíveis fósseis (derivados do petróleo e do carvão mineral) possuem uma quantidade limitada em nosso planeta, podendo acabar caso não haja um consumo racional.

• Energia hidráulica 

É a mais utilizada no Brasil em função da grande quantidade de rios em nosso país. A água possui um potencial energético e quando represada ele aumenta. Numa usina hidrelétrica existem turbinas que, na queda d`água, fazem funcionar um gerador elétrico, produzindo energia. Embora a implantação de uma usina provoque impactos ambientais, na fase de construção da represa, esta é uma fonte considerada limpa.

• Energia solar

Ainda pouco explorada no mundo, em função do custo elevado de implantação, é uma fonte limpa, ou seja, não gera poluição nem impactos ambientais. A radiação solar é captada e transformada para gerar calor ou eletricidade.

• Energia Eólica

Gerada a partir do vento. Grandes hélices são instaladas em áreas abertas, sendo que, os movimentos delas geram energia elétrica. É uma fonte limpa e inesgotável, porém, ainda pouco utilizada.

• Energia nuclear

O urânio é um elemento químico que possui muita energia. Quando o núcleo é desintegrado, uma enorme quantidade de energia é liberada. As usinas nucleares aproveitam esta energia para gerar eletricidade. Embora não produza poluentes, a quantidade de lixo nuclear é um ponto negativo.Os acidentes em usinas nucleares, embora raros, representam um grande perigo. 

•    Energia gravitacional das marés

Gerada a partir do movimento das águas oceânicas nas marés. Possui um custo elevado de implantação e, por isso, é pouco utilizada. Especialistas em energia afirmam que, no futuro, esta, será uma das principais fontes de energia do planeta.

Bibliografia: 

Textos: http://www.suapesquisa.com/cienciastecnologia/fontes_energia.htm

Fotos:  http://www.educacao.cc/ambiental/tipos-de-energias-hidreletrica-eolica-nuclear-solar-termica-etc/

http://eletroblog1.blogspot.com.br/2010/07/forca-das-mares.html

http://style.greenvana.com/2012/producao-de-energia-eolica-pode-ganhar-da-nuclear/

Trabalho 3º trimestre - catapulta

O 3º trimestre já chegou e assim um novo projeto se iniciou, a catapulta. Para começarmos, teríamos que pelo menos ter uma base sobre o assunto, então decidimos fazer uma pesquisa.

O que é catapulta? 

• Catapultas são mecanismos de cerco que utilizam uma espécie de braço para lançar um objeto (pedras e outros)a uma grande distância, evitando assim possíveis obstáculos como muralhas e fossos. Fora criado possivelmente pelos gregos, durante o reinado de Dionísio, como arma de guerra.

Quais são seus tipos?

• Catapultas podem ser classificadas de acordo com o conceito físico usado para guardar e liberar a energia requerida para arremessar. As primeiras catapultas eram de tensão, desenvolvidas no início do século IV a.C.na Grécia. Um membro sob tensão propele o braço lançador, muito parecido com uma besta gigante. Subsequentemente, catapultas de torção foram desenvolvidas, como a manganela, o onagro e a balista, a mais sofisticada catapulta. As duas primeiras têm um braço com uma estrutura-suporte para o projétil. A parte de baixo do braço lançador é inserida em cordas ou fibras que são torcidas, fornecendo a força para propelir o braço. Essas catapultas se diferenciam pelo fato de o onagro ter uma prolongação de sua haste. A balista, que embora sendo mais complexa, foi inventada primeiro, possuí dois braços que torcem duas molas paralelas e impulsionam um único projétil que fica sobre uma barra direcional entre as molas, toda a maquina se apoia sobre um eixo universal para flexibilizar a mira. Finalmente, o último tipo de catapulta é o trabuco, que usa gravidade ao invés de tensão ou torção para propelir o braço lançador. Um contrapeso caindo puxa para baixo a parte inferior do braço e o projétil é arremessado de um balde preso a uma corda pendurada no topo do braço, essencialmente como um estilingue preso a uma gangorra gigante. O contrapeso é muito mais pesado do que o projétil.

E por fim, vimos um vídeo mostrando uma catapulta caseira, pra termos noção de como fazer a nossa.

Bibliografia: http://pt.wikipedia.org/wiki/Catapulta

Relatório do Aeromodelo

                                 1- Descrição 

Nós, alunas do 1º ano, estamos realizando um aeromodelo baseado no Kit do Mokito, o qual teriamos que fazer algumas modificações para usar na competição. Decidimos então, modificar a asa do avião. Quebramos a cabeça para descobrir algo que seria leve e bom para o vôo e então optamos pelo isopor.

                                 2- Tabela de Teste

Testes	Descrição	Tempo de vôo
1o	Foi feito o teste ainda com a asa original do Kit do Mokito, o avião voava e girava no ar.	3,5 segundos
2o	Tentamos fazer o avião voar com uma asa que fizemos, de cartolina, mas não deu muito certo. O avião teve dificuldade para decolar.	1,5 segundos
3o	Finalmente testamos com a asa de isopor, o avião decolou normalmente, mas não teve o desempenho como o com a asa original do Mokito.	3,0 segundos

                                3- Conceitos físicos 

* O efeito de Bernoulli - é o efeito que é creditado para levantar um avião do chão. Bernoulli observou que à medida que o ar se move, sua pressão cai. Isto é verdade para o ar, água, ou qualquer outro líquido. Quanto mais rápido o ar se move, mais a pressão cai.
* Empuxo - O Empuxo representa a força resultante exercida pelo fluido sobre um corpo. Como tem sentido oposto à força Peso, causa o efeito de leveza.
* 3º lei de Newton, lei da ação e reação- para toda força existe uma outra de mesma direção, mesmo módulo e sentido contrário. Ou seja, a força que o avião aplica sobre o ar é a mesma que o ar aplica sobre ele, pra mante-lo em vôo. 
* Sustentação - Quando um avião se desloca pelo ar, ocorre um fenômeno na sua asa que irá produzir uma força para cima, sentido inverso ao peso. O perfil da asa ou aerofólio tem comprimentos diferentes na parte superior e na parte inferior devido ao seu formato, possibilitando que duas partículas de ar percorrendo tais comprimentos ao mesmo tempo, conseqüentemente tenham velocidades diferentes. A física explica que o aumento da velocidade de um fluído pelas paredes de um tubo, provoca um aumento da pressão dinâmica (ar em movimento) e uma diminuição da pressão estática (ar em repouso), originando uma força. Então, tal diferença de pressões estáticas será a responsável por criar uma força perpendicular a superfície da asa, chamada de RESULTANTE AERODINÂMICA, agindo no chamado centro de pressão, tendo como sua componente vertical, a força de SUSTENTAÇÃO.
* Arrasto - O arrasto é uma força aerodinâmica devido a resistência do ar, que se opõe ao avanço de um corpo. 
* Força peso -  O peso está relacionado com a força da gravidade, a qual atrai todos os corpos que estão no campo gravitacional terrestre. Não existe nenhuma forma de alterar esta força, então é preciso cada vez mais aperfeiçoar as aeronaves, para sempre respeitar as leis da natureza.  O peso é um fator muito importante nas operações de pouso e decolagem, pois um avião muito pesado irá precisar de maior comprimento de pista para decolar, para conseguir velocidade suficiente visando a sustentação para anular o peso, sendo assim, aviões maiores são impedidos de operar em certos aeroportos. O mesmo acontece na aterrissagem, pois deve-se respeitar a lei da inércia. 
* Lei da inércia -  Ela quer dizer simplesmente que um corpo em repouso não se moverá, a menos que uma força seja aplicada a ele. Se ele estiver se movendo a uma velocidade uniforme e em linha reta , para que sua velocidade seja alterada, é necessário que uma força a ele seja aplicada. Uma vez que o ar tem massa, ele constitui um "corpo" de acordo com a lei. Quando uma aeronave está no solo, a inércia mantém a aeronave em repouso. Um aeromodelo sai do seu estado de repouso através da força de empuxo criada pela o impulso de nossas mãos. Quando ela está voando em linha reta e à velocidade constante, a inércia tende a mantê-la em movimento. Uma força externa é requerida para mudar a atitude da aeronave.

                 Foram usados os seguintes sites para a pesquisa dos conceitos :

  *  http://translate.google.com.br/translate?hl=pt-BR&langpair=en%7Cpt&u=http://www.yale.edu/ynhti/curriculum/units/2003/4/03.04.02.x.html

 * http://www.if.ufrgs.br/tex/fis01043/20031/Andre/index.htm

 * http://ninja-brasil.blogspot.com.br/2011/03/teoria-de-voo_10.html      
                            4- Problemas e soluções 

Problemas	Solução
Tivemos dificuldade em achar um material bom para fazer a asa.	Procuramos e até agora achamos o isopor. Mas estamos a procura de novos materiais para novas asas e melhorias no aeromodelo.

Fizemos uma asa de cartolina, mas a mesma deixou o avião com uma dificuldade de decolar.

Procuramos trocar a asa, e fizemos uma nova de isopor.

                            5- Conclusão

Estamos cada vez mais nos esforçando para melhorias no nosso aeromodelo. Tais como a asa e o percurso reto e duradouro sobre o ar. Aprendemos também muitas coisas durante esse período, como os conceitos físicos que explicam como o avião se mantém no ar, alguns novos para nós, como o  efeito de Bernoulli, empuxo, sustentação e arrasto. E foi ai que percebemos que a física está mais presente na nossa vida do que imaginamos.

Relatório - Avião de Papel

                                     

                                                              Questão 1

• Quais o materiais utilizados para a construção do avião de papel? 

              Uma folha de papel sulfite A4 ou outros tipos variados de folhas.

                                                              Questão 2

• Como proceder para construir um avião de papel para a categoria distância? 

Pegue uma folha de papel A4 comum e a dobre ao meio. Sem desfazer a primeira dobra, dobre a folha novamente ao meio, apenas para deixar uma marca no centro, conforme a imagem abaixo.

Dobre as bordas do papel desde a linha central da parte de cima até as pontas de baixo: faça esse procedimento dos dois lados da folha.

Nas marcas diagonais que ficaram nos lados do papel, faça mais uma dobra, utilizando a linha deixada pelas dobras anteriores como referência. Repita o mesmo procedimento do outro lado do papel.

Agora, com o papel de lado, inverta as duas pontas de cima, isto é, dobre-as para dentro. Veja na imagem abaixo: os dois lados precisam estar simetricamente posicionados para que o avião não fique deformado.

Nesse momento, você deverá ter quatro pontas no papel, duas de cada lado da folha. Dobre cada uma delas para o lado de fora de modo que elas “abracem” o papel.

O papel deverá estar agora em forma de triângulo, cada face com duas abas nas laterais. O passo seguinte é dobrar no meio, seguindo a linha que se encontra no centro.

Agora, dobre as duas pontas para fora novamente para fazer as duas asas do avião. Para dar o toque final, você deve dobrar as pontas das asas (que agora são duplas) para cima, dando os detalhes finais à aeronave.

Deverá ficar assim: 

                                                              Questão 3

• Como proceder para construir um avião de papel para a categoria tempo de vôo? 

                                 http://www.youtube.com/watch?v=HQXYCgNfueI&feature=related

                                                              Questão 4

• Como proceder para lançar um avião para distância?
• Como proceder para lançar um avião para tempo de vôo?

Distancia:  Deve-se lançar com força e a ponta deve estar levemente inclinada para atingir uma longa distância.

Tempo: Deve-se lançar com leveza e de preferência para cima, para levar mais tempo até pousar ao chão. 

                                                              Questão 5

• Cite diferenças entre os dois modelos anteriores? 

Para tempo, as asas do avião devem ser mais largas e a ponta reta, para assim conseguir se a manter no ar por mais tempo. Já o avião de distância tende a ser comprido com as asas um pouco mais estreitas e ter a ponta mais afinada para ir mais longe.

                                                              Questão 6

• Qual a maior distância atingida pelo grupo até o momento?
• Qual o maior tempo de vôo atingido pelo grupo até o momento? 

Maior distância: 8 metros.

Maior tempo de vôo: 4 segundos.

                                                              Questão 7

• Se a maior distância fosse realizada no maior tempo atingido (item anterior) qual seria a velocidade média do seu avião? 

                                                                8m/4s = 2 m/s

                                                              Questão 8

• Quem foi o inventor dos aviões de papel? Faça uma breve descrição dele.

A origem dos aviões de papel é normalmente atribuída à China Antiga, embora haja evidência de que foi concomitantemente aperfeiçoado e desenvolvido no Japão onde é conhecido como kami hikōki; kami=papel, hikōki=avião. 

Referência:  http://pt.wikipedia.org/wiki/Avi%C3%A3o_de_papel

                                                              Questão 9

• A Embraer é uma das maiores empresas do mundo e é um orgulho nacional. Faça uma breve descrição dela e cite pelo menos três projetos desenvolvidos pela empresa.

  Em 19 de agosto de 1969 foi criada a Embraer - Empresa Brasileira de Aeronáutica, companhia de capital misto e controle estatal. Com o apoio do Governo Brasileiro, a Empresa iria transformar ciência e tecnologia em engenharia e capacidade industrial. Além de iniciar a produção do Bandeirante, a Embraer foi contratada pelo Governo Brasileiro para fabricar o jato de treinamento avançado e ataque ao solo EMB 326 Xavante, sob licença da empresa italiana Aermacchi. Outros desenvolvimentos que marcaram o início das atividades da Embraer foram o planador de alto desempenho EMB 400 Urupema e a aeronave Agrícola EMB 200 Ipanema.Ao final da década de 1970, o desenvolvimento de novos produtos – como o EMB 312 Tucano e o EMB 120 Brasilia, seguidos pelo programa AMX, em cooperação com as empresas Aeritalia (hoje Alenia) e Aermacchi – permitiu que a Empresa alçasse a um novo patamar tecnológico e industrial.  A entrada em operação da nova família de jatos comerciais EMBRAER 170/190 a partir de 2004, a confirmação da presença definitiva da Embraer no mercado de aviação Executiva com o lançamento de novos produtos, assim como a expansão de suas operações no mercado de serviços aeronáuticos, estabeleceram bases sólidas para o desenvolvimento futuro da Empresa. Com uma base global de clientes e importantes parceiros de renome internacional, há mais de 40 anos a Embraer contribui para integrar o mundo pela aviação, diminuindo distâncias entre povos e oferecendo o que existe de mais moderno em tecnologia, versatilidade e conforto em aeronaves. A Embraer é hoje a 3ª maior fabricante de aeronaves comerciais do mundo. Com mais de 4.000 aviões produzidos (2009), voando em mais de 60 países e quase 17.000 funcionários (85% no Brasil) foi também, em 1999 e 2001, a maior exportadora brasileira e de 2002 a 2005 a segunda maior. E Alguns de seus projetos de aviação: - LEGACY 450 / - PHENOM 300 / - PHENOM 100.

Referências:

1.  http://www.portalbrasil.net/embraer.htm
2. http://www.embraer.com/pt-BR/ConhecaEmbraer/TradicaoHistoria/Paginas/Home.aspx

                                                              Questão 10

• Faça uma conclusão para este relatório (seu projeto de avião de papel).

Nos esforçamos o máximo para termos um desempenho bom na competição de avião de papel. Tentamos vários modelos e formas para que o nosso avião de tempo e de distância atingissem o objetivo. O avião de papel também nós ajudou bastante a pensar e planejar novas formar de montar o Aeromodelo, é como se fosse uma base para a competição do aeromodelo.