1. Objetivo do trabalho:
Construir um carrinho impulsionado através de uma ratoeira, aprender na prática sobre conceitos como cinética, tração, aceleração, atrito, força elástica e potência, e cumprir a prova mínima, que é cruzar uma pista de 3m em tempo inferior a 5 segundos.
2. Descrever os materiais utilizados na construção do carrinho (todos os materiais).
Ratoeira, policarbonato, aro de bicicleta, furadeira, parafusos, tampas de garrafa PET, barbante, cola “prego líquido”, arame, lixa de papel.
3. Descreva em 8 passos a construção do carrinho.
1º passo:
Cortar 2 tiras de 22cm x 2cm de policarbonato.
2º passo:
Fazer um furo à 10cm e outro à 4cm das extremidades de cada tira (um furo em cada extremidade).
3º passo:
Fixar a ratoeira com parafusos nas tiras (usando os furos anteriormente feitos).
4º passo:
Fixar uma haste de 3cm junto ao ferro da mola da ratoeira e prender um barbante de 15cm nesta haste.
5º passo:
Fazer um furo na lateral de cada tira de policarbonato, nas extremidades.
6º passo:
Unir 3 pares de tampas de garrafa com fita adesiva e encapá-las com pedaços de luvas de procedimento. Elas serão utilizadas como rodas.
7º passo:
Em um pedaço de arame de 15cm, fixar uma roda em seu centro e em outro pedaço de arame do mesmo tamanho, colar um pedaço de lixa, no centro e fixar uma roda em cada extremidade. Colocar também dois pedaços de borracha cilíndrica (usadas para encapar fios. Corte um pedaço da borracha e retire os fios de dentro) para travar os eixos em seu lugar.
8º passo:
Encaixar os eixos com as rodas nos furos feitos na lateral das tiras de policarbonato, deixando uma folga para que possam rodar livremente.
4. Desenhe o carrinho e indique as forças existentes sobre ele (justifique a existência de cada uma delas).
Peso: é a força que o carrinho exerce sobre a terra, quando “puxado” pela gravidade.
Normal: é a força que reage ao peso.
Tração: força encontrada na corda esticada, que ajuda no movimento do carrinho.
Força elástica: força da mola da ratoeira, que serve para dar o impulso.
Atrito: força que evita que o carrinho derrape, através do contato dos materiais da roda e da pista.
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.
Dois projetos foram feitos antes do definitivo:
O primeiro foi descartado, pois sua base era de madeira e, por isso, ficou muito pesado, sendo que percebemos isso e o descartamos mesmo antes de colocar rodas para o teste.
No segundo projeto, já utilizamos o material atual da base (policarbonato), porém a ratoeira usada nele era muito pesada e estava colada na base, o que impossibilitou a troca da ratoeira, processo que seria necessário tanto pelo excesso de peso da que já havia sido usada, quanto pela necessidade de trocarmos nossa própria ratoeira, pela ratoeira dada pelo professor, que será utilizada no dia da competição.
6. Liste problemas ocorridos no carrinho e a solução que o grupo utilizou para o mesmo (faça em forma de tabela com duas colunas).
Problema | Solução |
O carrinho estava derrapando. | Encapar as rodas com borracha (luva de procedimento). |
O barbante escorregava ao desenrolar do eixo da roda. | Colar um pedaço de lixa no local onde o barbante seria enrolado. |
Os eixos balançavam lateralmente ao andar. | Colocar pedaços de borracha para segurá-los. |
Massa | Peso | Comprimento | Largura |
0,092kg | 0,9016N | 25cm | 8cm (frente) 13cm (trás) |
8. Faça 5 testes com o carrinho, anote na tabela os dados encontrados.
Grandezas | 1o teste | 2o teste | 3o teste | 4o teste | 5o teste |
∆s | 3m | 3m | 3m | 3m | 3m |
∆t | 1,93s | 2,15s | 2,14s | 2,42s | 2,11s |
Vm | 1,55m/s | 1,39m/s | 1,40m/s | 1,23m/s | 1,42m/s |
Ec(m) | 0,1104J | 0,08878J | 0,09016J | 0,2668J | 0,2047J |
Pot(m) | 0.000076hp | 0.000054hp | 0.000056hp | 0.00014hp | 0.00013hp |
9. Utilize este espaço para os cálculos:
1º teste
Vm = ∆s / ∆t Ec(m) = m . v² / 2 Pot(m) = Ec / ∆t
Vm = 3 / 1,93 Ec(m) = 0,092 . 1,55² / 2 Pot(m) = 0,1104 / 1,93
Vm ~ 1,55m/s Ec(m) ~ 0,1104J Pot(m) ~ 0,057w
0,057w ~ 0.000076hp
2º teste
Vm = 3 / 2,15 Ec(m) = 0,092 . 1,39² / 2 Pot(m) = 0,08878 / 2,15
Vm ~ 1,39m/s Ec(m) ~0,08878J Pot(m) ~ 0,041w
0,041w ~ 0.000054hp
3º teste
Vm = 3 / 2,14 Ec(m) = 0,092 . 1,40² / 2 Pot(m) = 0,09016 / 2,14
Vm ~1,40m/s Ec(m) = 0,09016J Pot(m) ~ 0,042w
0,042w ~0.000056hp
4º teste
Vm = 3 / 2,42 Ec(m) = 0,092 . 2,42² / 2 Pot(m) = 0,2693 / 2,42
Vm ~ 1,23m/s Ec(m) ~ 0,2693J Pot(m) ~ 0,11w
0,11w ~ 0.00014hp
5º teste
Vm = 3 / 2,11 Ec(m) = 0,092 . 2,11² / 2 Pot(m) = 0,2047 / 2,11
Vm ~ 1,42m/s Ec(m) ~ 0,2047J Pot(m) ~ 0,097w
0,097w ~ 0.00013hp
10. Determine os valores médios de cada teste realizado.
∆s | ∆t | Vm | Ec(m) | Pot(m) |
3m | 2,15s | 1,398m/s | 0,152J | 0,0000912hp |
11. Faça uma estimativa do desempenho do seu carrinho para o dia da competição.
Durante os testes, o carrinho teve resultados bons, sendo todos abaixo de 3s. No dia da competição, esperamos que nosso carrinho tenha um bom desempenho, não chegando a ser um dos primeiros, porém ficando em uma boa colocação.
12. Você pretende fazer modificações no carrinho para o dia da competição? Quais?
A única modificação realizada no carrinho atual para o dia da competição será a troca da ratoeira própria por aquela que nos foi dada pelo professor.
13. Conclusão.
Com este trabalho, construímos um carrinho de ratoeira que cumprisse a prova mínima, pois todos seus testes tiveram tempos abaixo de 3s e aprendemos conceitos sobre as matérias já citadas, como cinética, tração, aceleração, atrito, força elástica e potência.
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