segunda-feira, 4 de novembro de 2013

Telefone de Latinha - Relatório de Construção

O último projeto deste ano é o Telefone de Latinha. Infelizmente, para nós alunos do 3º ano do Ensino Médio, este é o último projeto no colégio. Gostaríamos de agradecer ao Professor Maurício Ruv Lemes por estes anos em que ele pôde nos apresentar uma outra maneira de estudar e ver a física acontecer!

Para começar seu projeto, separe os seguintes materiais (observe as imagens): 

- Aproximadamente 10,2m de barbante;












- Uma lata de Nescau (é importante que ela seja deste tamanho, caso você encontre uma lata menor é ainda melhor) e um copo de isopor.












Você também precisará de uma tesoura/faca, um prego e um martelo para um dos próximos passos.

Com os materiais separados, pegue a lata de Nescau e faça um furo em seu fundo, com o auxílio do prego e do martelo.
 Faça também um furo no fundo do copo de isopor, com o auxílio de uma tesoura ou faca.
 Passe as extremidades do barbante nos furos e amarre com vários nós para que o barbante não escape.

 Pronto! Seu telefone de latinha está pronto. Agora só basta testá-lo.
Não utilizamos latas em ambas extremidades pois encontramos melhores resultados com este projeto.
Caso você tenha alguma dúvida, entre em contato por e-mail através de thiagoperez@live.com

sábado, 22 de junho de 2013

Relatório do Robô Gladiador - Parte 1

(a) Descreva a função de cada elemento do grupo (ordem numérica);
Caroline Oliveira (02), Laís Giacomello (19) e Thiago Perez (40) foram responsáveis pela construção do robô.
Amanda Castro (01), Carolina Nogueira (05) e Samuel Ferreira (33) foram responsáveis pelo relatório do robô.

Relatório do Robô Gladiador - Parte 1

(b) Descrever (com fotos ou vídeo) a construção do robô;
Utilizamos o tutorial fornecido por Fernando Bettoni, junto com seu Kit do Robô Gladiador.

Veja algumas fotos da construção do robô:
Papelão sendo cortado

Chassis colados (Duas peças)

Escudo sendo colado no Chassi

Escudo já colado no chassi

Espeto sendo colocado no escudo


Espeto sendo colado no chassi
Espetos colados
Eixos



Controle ainda não finalizado

Robô sem os motores

Parte de baixo do robô

Relatório do Robô Gladiador - Parte 1

(c) Fotografar o grupo juntamente com o robô (sem pose e todos uniformizados);
*Samuel Ferreira e Amanda Castro não estão presentes na foto

Relatório do Robô Gladiador - Parte 1

(d) Tabelar testes realizados com o robô, descrevendo a eficiência do mesmo.
Até o momento nosso robô apresenta um problema em um dos motores. Um deles está mais fraco que o outro, o que faz com que o robô não ande em linha reta por muito tempo. A tabela abaixo mostra o desempenho do robô na competição em sala de aula.


Terminamos a competição em 5º lugar.

Relatório do Robô Gladiador - Parte 2

(a) Citar 5 conceitos físicos e indicar a utilização do mesmo no trabalho;
Aceleração: É a distância (em metros) percorrida pelo robô a cada segundo.
Atrito: Força (natural) que entra em resistência com o chão.
Energia Cinética: É a energia relacionada aos movimentos que o robô faz durante testes e competições.
Potência: Força proveniente do motor relacionada com a voltagem e Corrente Elétrica fornecida pelas pilhas.
Tração: É a força máxima que pode ser exercida pela roda no chão.

Relatório do Robô Gladiador - Parte 2

(b) Faça uma pesquisa sobre robôs (início, inventor, aplicações, onde se utiliza, etc);
O conceito de robô data dos inícios da história, quando os mitos faziam referência a mecanismos que ganhavam vida.

Começando na civilização grega, os primeiros modelos de robôs que encontramos eram figuras com aparência humana e/ou animal, que usavam sistemas de pesos e bombas pneumáticas.

As civilizações daquele tempo não tinham nenhuma necessidade prática ou econômica, nem nenhum sistema complexo de produtividade que exigisse a existência deste tipo de aparelhos.

Cientistas árabes acrescentaram um importante e novo conceito à ideia tradicional de robôs, concentrando as suas pesquisas no objetivo de atribuir funções aos robôs que fossem ao encontro das necessidades humanas. A fusão da ideia de robôs e a sua possível utilização prática marcou o início de uma nova era.

Leonardo Da Vinci abriu caminho a uma maior aproximação ao complexo mundo dos robôs. Da Vinci desenvolveu uma extensiva investigação no domínio da anatomia humana que permitiu o alargamento de conhecimentos para a criação de articulações mecânicas. Como resultado deste estudo desenvolvido, surgiram diversos exemplares de bonecos que moviam as mãos, os olhos e as pernas, e que conseguiam realizar ações simples como escrever ou tocar alguns instrumentos.

Nikola Tesla, cientista na área da robótica, emigrou da Croácia para a América em 1800 e a propósito do grande desenvolvimento dos robôs e das grandes expectativas criadas em redor destes, afirmou: "I treated the whole field broadly, not limiting myself to mechanics controlled from a distance, but to machines possessed of their own intelligence. Since that time had advanced greatly in the evolution of the invention and think that the time is not distant when I shall show an automation which left to itself, will act as though possessed of reason and without any willful control from the outside." A palavra robô foi introduzida pelo dramaturgo Karel Capek. Esta palavra surgiu numa das suas mais prestigiadas peças, R.U.R, e os robôs que nela intervieram não eram mecanizados.

O termo robótica refere-se ao estudo e à utilização de robôs, e foi pela primeira vez enunciado pelo cientista e escritor Isaac Asimov, em 1942, numa pequena história intitulada "Runaround". Asimov também publicou uma compilação de pequenas histórias, em 1950, intitulada "I Robot". Este autor propôs a existência de três leis aplicáveis à robótica, às quais acrescentou, mais tarde, a lei zero. As leis propostas são, atualmente, entendidas numa perspectiva puramente ficcional, pois no tempo em que foram escritas não se imaginava o desenvolvimento vertiginoso que iria ocorrer nesta área. Os robôs, tal como os conhecemos hoje, não procuram ser verdadeiras imitações humanas, nem pretendem ser outras formas de vida.

O desenvolvimento inicial dos robôs baseou-se no esforço de automatizar as operações industriais. Este esforço começou no século XVIII, na indústria têxtil, com o aparecimento dos primeiros teares mecânicos. Com o contínuo progresso da revolução industrial, as fábricas procuraram equipar-se com máquinas capazes de realizar e reproduzir, automaticamente, determinadas tarefas. No entanto, a criação de verdadeiros robôs não foi possível até à invenção do computador em 1940, e dos sucessivos aperfeiçoamentos das partes que o constituem, nomeadamente, em relação à dimensão.

O primeiro robô industrial foi o Unimates, desenvolvido por George Devol e Joe Engleberger, no final da década de 50, início da década de 60. As primeiras patentes de máquinas transportadoras pertenceram a Devol, máquinas essas que eram robôs primitivos que removiam objetos de um local para outro. Engleberger, por sua vez, pela construção do primeiro robot comercial foi apelidado de "pai da robótica". Outro dos primeiros computadores foi o modelo experimental chamado Shakey, desenhado para pesquisas em Standford, no final da década de 60.

Atualmente, robôs como o Shakey continuam a ser utilizados, particularmente com intuitos de pesquisa, mas, no futuro, estes computadores podem vir a ser utilizados como veículos de reconversão ambiental.

Fonte: http://www.citi.pt/educacao_final/trab_final_inteligencia_artificial/historia_da_robotica.html

Relatório do Robô Gladiador - Parte 2

(c) Faça uma tabela de problemas e soluções que ocorreram no desenvolvimento do robô gladiador;


Relatório do Robô Gladiador - Parte 2

(d) Faça uma descrição elétrica do robô gladiador (Tensão Elétrica utilizada, Especificações do Motor e outras);

Para o robô funcionar, utilizamos 4 pilhas de 1,5V cada, totalizando 6V. No robô estão presentes dois motores, cada um de 6V. Como os motores estão em paralelo, cada um recebe apenas 3V.

Relatório do Robô Gladiador - Parte 2

(e)     Conclua o Trabalho.

Podemos concluir que com o robô,  colocamos em prática os conceitos básicos da física como aceleração, atrito, potência, etc,assim como em projetos anteriores.

O robô, foi o projeto mais complexo que fizemos até agora, apesar de trabalhoso, obtivemos sucesso. Houve dificuldades na montagem, mas visamos sempre a melhoria do nosso projeto. Devido à uma falha em um dos motores e o mal posicionamento dos espetos não conseguimos alcançar uma colocação alta no ranking da sala.

sábado, 8 de junho de 2013

O Robô Gladiador vem aí!

O projeto do segundo trimestre é o Robô Gladiador. A competição acontece nesta segunda (10/06). 
Em breve postaremos o relatório no blog.


sexta-feira, 26 de abril de 2013

Associação de Resistores

Em Série:


R1 = 5 Ohms
R2 = 5 Ohms
R3 = 5 Ohms
Bateria = 60 Volts

Paralelos:




R1 = 15 Ohms
R2 = 15 Ohms
R3 = 15 Ohms
Bateria = 45 Volts

sexta-feira, 29 de março de 2013

Relatório do Eletroímã - Questão 01

Questão 01 - Objetivo do Trabalho

Ao fazer esse trabalho tínhamos 3 objetivos:

1. Construir um eletroímã de prego, utilizando um prego de no máximo 15 centímetros e pilha de no máximo 1,5 V.

2. Aprender os conceitos físicos relacionados ao projeto, como eletromagnetismo, campo eletromagnético e corrente elétrica.

3. Cumprir a prova mínima em sala, que era atrair 40 clipes com o eletroímã que criamos.

Relatório do Eletroímã - Questão 02

Questão 02 - Descrever os Materiais Utilizados na Construção

Foram Utilizados:
- 2 pregos de 10,5cm
- 1 prego de 14,5 cm
- 4 pilhas recarregável de 1,2 V
- 2 pilhas C de 1,5V
- 4 pilhas AA de 1,5V
- Fio de cobre esmaltado
- Alicate de corte
- Lixa
- Luva
- Borracha de pneu de bicicleta
- Clipes

Relatório do Eletroímã - Questão 03

Questão 03 - Descreva em 6 Passos a Construção do Eletroímã

1. Separar os materiais necessários (descritos no item 2)



2. Enrolar o fio de cobre esmaltado (bem justo) ao redor do prego formando espiras (você pode enrolar o fio sobre as partes já enroladas, formando mais de uma camada), deixando um espaço (que vai depender do tamanho do prego utilizado) em cada ponta do prego, porque é lá que os clipes se prenderão, e deve haver pelo menos uns 5 centímetros de fio sobrando em cada ponta, onde será colocada a pilha.


3. Cortar o excesso de fio com o alicate de corte e lixar somente as pontas que sobraram do fio para tirar o esmalte, esse é o pedaço onde a pilha será ligada ao eletroímã.



4. Utilizar a borracha e a luva para proteger os dedos, principalmente o polegar e o indicador, que entrarão em contato com a pilha na hora de ligá-la ao eletroímã, porque quando em funcionamento essa parte esquenta bastante, podendo queimar a pessoa que manuseá-lo sem proteção.



5. Com os dedos devidamente protegidos como explicado no passo 3, ligar as pontas do fio (pólos do eletroímã) aos pólos correspondentes da pilha, apertando bem para que não escape e ter um melhor funcionamento do eletroímã. Vale ressaltar que o polo + da pilha deve ficar para a ponta do prego.



6. Com a pilha conectada e segurando bem firme, aproxime o prego dos clipes, que se o eletroímã estiver funcionando corretamente, serão atraídos pelas extremidades do prego que não foram cobertas pelo fio de  cobre. Caso o eletroímã não funcione ou atraia poucos clipes, verifique se não usou fio de cobre não esmaltado, que prejudica o funcionamento do eletroímã, pois há a perda de carga ao longo do fio, ou se a pilha está conectada corretamente e se é a que foi indicada na lista de materiais e tente novamente até que seu eletroímã funcione.



Relatório do Eletroímã - Questão 04

Questão 04 - Porque um material que não é ímã se torna magnético?

 Na natureza existem alguns materiais que, na presença de um campo magnético, são capazes de se tornar um ímã, sendo ele fraco ou não. Esses materiais são classificados em ferromagnéticosparamagnéticos e diamagnéticos
  As substâncias ferromagnéticas são fortemente atraídas pelos ímãs. Já as substâncias paramagnéticas (como por exemplo o alumínio, o magnésio, o sulfato de cobre, entre outros) e diamagnéticas (como o bismuto, o cobre, a prata e o chumbo, por exemplo) são, na maioria das vezes, denominadas de substâncias não magnéticas, pois seus efeitos são muito pequenos quando sobre a influência de um campo magnético.

Relatório do Eletroímã - Questão 06

Questão 06 - Coleta de Dados

Faça alguns testes com o seu eletroímã e preencha a tabela abaixo:


*Massa de um clipe: 0,0006kg
* Gravidade: 9,8m/s²

Relatório do Eletroímã - Questão 07

Questão 07 - Faça comentários sobre os dados encontrados na tabela.

Uma das coisas que podemos perceber é que quanto maior o prego, melhor. O número de espiras também é um fator importante para a quantidade de clipes à serem pegos. A quantidade de clipes atraídos varia, pois usamos diferentes fios de cobre e diferentes pilhas durante os testes. Vale ressaltar que após alguns testes, as pilhas já não estavam com a mesma carga de antes. O grupo realizou muito mais testes, mas apenas estes serão relatados aqui.
*Obs: os testes de número 16 e 17 são os do dia da competição em sala de aula.

Relatório do Eletroímã - Questão 08


Questão 08 - Qual a maior dificuldade do grupo para a construção do eletroímã


  A maior dificuldade foi descobrir quais materiais eram os mais adequados e a melhor forma de construir o eletroímã, como por exemplo o uso do fio de cobre esmaltado, no primeiro teste nós o havíamos descascado por inteiro antes de enrolar no prego e por isso não funcionou, então tentamos de novo, mudando a forma de construção, até que conseguimos fazer com que funcionasse. 

Relatório do Eletroímã - Questão 09

Questão 09 - Faça uma descrição da evolução do projeto

Como já citamos na questão 8, tivemos algumas dificuldades na hora da construção, fizemos vários testes e mudanças até que o eletroímã finalmente funcionou. No primeiro teste ele não funcionou pois estavamos usando um fio de cobre não-esmaltado, o que acarretava  a perda de energia. Resolvemos utilizar um fio de cobre esmaltado e lixar apenas as pontas, onde ligaríamos as pilhas. Fizemos várias mudanças e ajustes até que na competição em sala o eletroímã funcionou perfeitamente e conseguimos atrair 141 clipes.

Relatório do Eletroímã - Questão 10


Questão 10 - Descreva pelo menos 5 conceitos físicos usados no projeto

Tensão Elétrica (d.d.p): Utilizamos esse conceito no momento em que observamos a Voltagem presente na pilha. Mostra a tensão de movimentação dos elétrons, que ocorre quando fechamos o circuito do Eletroímã;

Magnetismo: É a parte que estuda os materiais que possuem a capacidade de atrair ou repelir, mas no nosso caso o estudo é nos materiais eletricamente carregados. O campo elétrico gerado pela pilha e pelo fio de cobre gera o campo magnético, que atrai os clipes;

Força de Atração: Força gerada pela circulação da corrente elétrica no fio enrolado no prego. Ela atua no campo magnético atraindo os clipes;

Peso: Força sofrida pelo objeto em relação a gravidade. Usamos para determinar a força de atração;

Indução Eletromagnética: Fenômeno que origina uma força eletromotriz num corpo exposto a um campo magnético variável. Corrente elétrica passa pelo fio criado corrente elétrica e gerando um campo magnético;

Corrente elétrica: no experimento ela é usada quando encostamos as duas extremidades do fio condutor nos polos da pilha, formando um campo magnético.

Campo magnético: é uma região do espaço onde se manifesta o magnetismo, no caso do eletroímã, o campo magnético é gerado nos espirais do fio condutor.

Relatório do Eletroímã - Questão 11


Questão 11 - Conclusão Final

Nossos objetivos foram alcançados, concluímos a construção do projeto e o apresentamos ao professor no dia determinado, aprendemos e aplicamos alguns dos conceitos aprendidos em sala e cumprimos a prova mínima de atrair ao menos 40 clipes. Como é mostrado nas questões 6, 8 e 9, nos empenhamos na construção do eletroímã para que ele funcionasse da melhor maneira possível e como foi visto em sala conseguimos um resultado muito além da prova mínima, conseguindo atrair 109 clipes na primeira tentativa e 141 clipes na segunda, durante a competição em sala.

Foto da segunda tentativa, usando uma pilha recarregável de 1,2V e 4800aMH. Foram atraídos 141 clipes.

quarta-feira, 31 de outubro de 2012

Publicação sobre a aula de hoje - 31/10/2012

 Neste caso a imagem está entre o Centro e o Foco. A imagem é Real, Invertida e Maior.

Neste caso a imagem está no Centro. A imagem é Real, Invertida e Igual.

Em ambos os casos a lente é Convergente.


Para usar o programa, clique aqui.

terça-feira, 30 de outubro de 2012

Relatório do Carrinho de Ratoeira - Questão 01


1>Objetivo do Trabalho:

Construir um carrinho que tenha como única fonte de energia a ratoeira, que será desarmada e fará com que um barbante amarrado ao eixo traseiro do carrinho rotacione o mesmo, fazendo o carrinho andar. Precisamos atingir a prova mínima (Percorrer em 7s a distância de 3 metros).

Relatório do Carrinho de Ratoeira - Questão 02


2>Descrever os Materiais Utilizados na construção do Carrinho. (Todos os Materiais)

Tampa de Plástico de caixa de chocolate
Palitos de Sorvete
Braçadeiras de Nilon
CDs
Mini Cds
Rolamentos
Haste de metal
Barbante
Ratoeira
Bexiga
Cola Resina Epóxi

Relatório do Carrinho de Ratoeira - Questão 03


3>Descreva em 7 passos a construção do carrinho.

1 – Conseguir os materiais e separá-los
2 – furar a tampa plástica nos lugares corretos para o encaixe dos rolamentos e das braçadeiras que fixarão a ratoeira.
3 – Cortar pedaços do palito de sorvete para ajudar no encaixe do rolamento e colar no local correto.
4 – Fixar a ratoeira no carrinho usando as braçadeiras.
5 – Prender a haste de metal na ratoeira com as braçadeiras
6 – Fixar as rodas nos rolamentos, fixados no eixo, com auxílio da Cola Resina Epóxi
7 – Prender o barbante na haste de metal, que está fixada na ratoeira, e no eixo traseiro.

Pronto, agora é só testar seu carrinho!

Relatório do Carrinho de Ratoeira - Questão 04


4>Desenhe o Carrinho e indique as forças existentes sobre ele (Justifique a existência de cada uma delas).


[Houve um problema ao postar a imagem. A imagem está disponível no relatório para o Professor]


T – Tração > É a força que gera a partir do “impulso” da ratoeira, faz com que o eixo rotacione, gerando o movimento do carrinho.
P e G – Peso e gravidade >  Essas duas forças estão presentes em qualquer corpo.
N – Normal > É a força que é contrária à gravidade (Força G) e ao peso (Força P).
Força de Atrito > É a força que age contra o deslocamento do carrinho. Ela está presente entre o chão e as rodas e também entre o fio e o eixo.

Relatório do Carrinho de Ratoeira - Questão 05


5> Quantos projetos foram feitos antes do definitivo: (Faça um histórico dos mesmos) (No caso de ser a primeiro e único, Justifique o porquê de não ter tentado uma evolução no projeto)

Antes do projeto definitivo foi feito um projeto e depois, apenas uma adaptação do mesmo. Então, com o projeto definitivo, ao todo foram construídos três projetos.
O primeiro projeto foi descartado pois estava com uma massa muito grande, portanto o carrinho não era de fácil locomoção.
O segundo projeto, que foi uma adaptação do primeiro, ainda era muito pesado, queríamos um carrinho com a massa mínima possível,  então desenvolvemos o terceiro projeto, substituindo os materiais mais pesados (madeira, por exemplo)  por materiais mais leves (o plástico substituiu a madeira)
O terceiro projeto contava com uma “base” de acrílico, eixos mais leves e com isso conseguimos um bom resultado, foi então que decidimos que este seria o projeto definitivo.

Relatório do Carrinho de Ratoeira - Questão 06


6> Liste Problemas Ocorridos no Carrinho e a solução que o grupo utilizou para o mesmo (Faça em forma de tabela com duas colunas).

  
 [Houve um problema ao postar a imagem]


Nossos únicos problemas foram:
- Peso elevado do carrinho
- Quebra da Ratoeira
As respectivas soluções foram:
- Construção de um novo projeto
- Substituição da Ratoeira

Relatório do Carrinho de Ratoeira - Questão 07


7> Para o Carrinho, determine algumas grandezas físicas.

Massa

Peso
Comprimento
Largura
230g
2,300 N
32cm
16,2cm