Conclusão do trabalho do Eletroímã

No dia da competição do nosso trabalho conseguimos levantar apenas 1,5g de clipes que estavam sobre a mesa. Acreditamos que nosso desempenho foi negativo, já que esperavamos levantar uma quantidade maior.

Relatório 2: Trabalho do Eletroímã

Mudamos nossa base e também a peça onde enrolamos o fio de cobre, isso para que tivéssemos uma melhora na performance do nosso eletroímã mesmo assim não foi possível alcançar a qualidade que queríamos. Agora temos como desafio reorganizar tudo na nova base.

Relatório 1: Trabalho do Eletroímã

Encontramos dificuldades para aumentar a potência do nosso eletro-imã, além disso mudaremos nossa base, pois não achamos uma boa maneira de utilizar a base q foi utilizada no foguete.

Produção do Eletroímã

 

Nosso modelo do guindaste de Eletroímã:

Nicolas n°23: Responsável por desenhar o projeto do guindaste, organizar o blog e fazer as postagens.

Lucas n°15: Responsável por comprar os materiais e fez uma das postagens no blog.

Rafael n°26: Responsável por parte do processo de montagem do guindaste e de testes com eletroímã.

Julia n°13: Responsável por parte do processo de montagem do guindaste e fez uma das postagens no blog.

Luiz Paulo n°18: Responsável por pesquisar como seria feito o guindaste e por parte do processo de testes do eletroímã.

Forças do Guindaste

Lista de forças que agem no guindaste e na peça -

P- Força peso

A- Força de atrito

T- Força de tração 

N- Força normal

Materiais Magnéticos

Em relação aos materiais magnéticos, nós os dividimos em três. Sendo eles:

Paramagnéticos:

São materiais que possuem elétrons desemparelhados e que, na presença de um campo magnético, alinham-se fazendo surgir um ímã que consegue aumentar levemente o valor do campo magnético. Eles são fracamente atraídos pelos ímãs e perdem o poder magnético sem a presença do campo magnético externo. Como exemplos podemos citar o Alumínio, o Magnésio e o Sulfato de Cobre.

Diamagnéticos:

São materiais que, na presença de um campo magnético, têm seus ímãs elementares orientados no sentido contrário ao sentido do campo aplicado. Esse tipo de material também perde o poder magnético sem a presença do campo magnético. Como exemplos podemos citar o Bismuto, o Cobre e a Prata.

Ferromagnéticos:

Esses materiais imantam-se fortemente se colocados na presença de um campo magnético, ou seja, após aplicar o campo magnético por um tempo sobre o material e retirá-lo, o material continua produzindo um campo magnético por um tempo. Além disso, eles alteram fortemente o valor do campo magnético aplicado. Como exemplos podemos citar o Ferro, o Cobalto e o Níquel.

bibliografia: https://edisciplinas.usp.br/mod/resource/view.php?id=2334322

Modelos do Guindaste com Eletroímã

Segue os desenhos dos modelos que iremos nos basear na criação do trabalho:

Trabalho do Guindaste com Eletroímã

 

A partir de hoje iniciaremos o processo do trabalho de física do 3° trimestre (Guindaste com Eletroímã). Para isso seguiremos as seguintes regras: 

1) Guindaste - O grupo deverá construir um guindaste com alavanca e acoplar um eletroímã no mesmo. Os materiais a serem utilizados são: madeira, pregos, parafusos, carretéis (outros), 3 pilhas de até 1,5 V, fios e peça metálica. O objetivo é atrair o maior número de clipes possível. O enrolamento do eletroímã será realizado no dia da competição em sala de aula. Os grupos terão 30 minutos para enrolar e acoplar ao guindaste que deverá estar pronto para receber a peça.

2) Materiais

• para o guindaste está liberado qualquer tipo de material.
• 3 pilhas de até 1,5 V. É proibido usar bateria.
• fio para fazer o eletroímã.
• peça metálica onde o fio será enrolado.

3) Regras de Construção

• O guindaste deverá possuir base sempre fixa no chão.
• O levantamento do eletroímã pelo guindaste será feito através de uma alavanca com fio e roldana contida no guindaste.
• O guindaste deverá levantar clipes por atração magnética, fica proibido o levantamento mecânico dos mesmos.
• O guindaste não deverá possuir mais de 80 cm de altura.
• Qualquer dúvida na construção o professor deve ser procurado.

4) A competição:

• No dia da competição, cada grupo deverá trazer seu guindaste pronto, mas o eletroímã será enrolado na hora e a conexão com a pilhas também será feita no momento da competição.
• A comissão de fiscalização  será responsável por toda a competição. Acima da comissão apenas o professor.
• Cada grupo terá 2 chances de levantamento de clipes (O levantamento se completa após 10 segundos de atração).
• O grupo vencedor é aquele que conseguir a maior massa de clipes em uma das tentativas. Se houver empate fica valendo o segundo resultado. Se o empate continuar os grupos envolvidos farão novas tentativas até o desempate.

Sobre a Base

Explicação da construção da base do foguete:

https://acrobat.adobe.com/link/review?uri=urn:aaid:scds:US:d6f0789a-0830-30a6-8561-b71823c52a4f

Como a base está hoje:

Responsável pela base:

Nicolas Amaral n°23

Teste do Paraquedas

Teste do Paraquedas:

Em nosso teste utilizamos o paraquedas com ondulações em suas pontas, grudamos o barbante na garrafa com fita isolante temporariamente, o que eu acredito ter feito com que se perdesse parte da aerodinâmica, mas ainda assim, percebemos bons resultados nos testes.

tempo no ar: 2 segundos.

tempo no ar: 5 segundos.

Sobre as Aletas

 Aletas

Como Construir

As empenas do foguete (ou aletas) são usadas para estabilizar o voo do foguete. Eles devem ser feitos de materiais leves, como plástico ou papelão. As empenas mantêm o centro de pressão atrás do centro de gravidade para um voo estável.

Podemos cortar uma bandeja de isopor para fazer 3 aletas. Usamos as medidas de 85x60x30 mm. Identifique o bordo de ataque e o bordo de fuga. Lixe o bordo de ataque de tal forma que ele fique com uma seção levemente circular. Lixe o bordo de fuga em um ângulo mais fechado, para que ele vá afinando. Nesse ponto você pode laminar as aletas. Basta cobri-las com fita de empacotar transparente.

Para estabilizarmos o foguete no ar, evitando que ele rode ou mude de direção, fazemos com que a CP (Centro de Pressão) seja levada mais à trás ou construindo-as mais alongadas nessa mesma direção.

Também podemos fazer com que o CG (Centro de Gravidade) seja levado mais para frente, adicionando peso para o bico.

Centro de Gravidade

   Todo corpo, sem importar seu tamanho, massa ou forma, tem um ponto chamado centro de gravidade. O CG de uma vassoura, por exemplo, é o ponto no qual devemos apoiá-la para que ela fique na horizontal.

Centro de pressão

  O CP existe apenas quando o ar passa por um foguete em movimento. O ar em movimento atinge a cauda com mais força do que a ponta, de modo que a cauda experimenta mais "arrasto" ou resistência. É também por isso que a área da cauda é maior que a "ponta" do foguete. O centro de pressão está localizado entre o centro de gravidade e a cauda do foguete. O importante é que o centro de pressão do foguete esteja mais próximo da cauda e o centro de gravidade esteja mais próximo do bocal. Se estiverem no mesmo lugar ou muito próximos um do outro, o voo do foguete é instável.

Quantas Usar

Três aletas são melhores ao projetar um foguete de alto desempenho e baixo arrasto. Isso permite que o arrasto de interferência (arrasto causado pela interferência do fluxo de ar sobre o corpo e as aletas na junção) seja reduzido em aproximadamente 25%.

As barbatanas mais finas são ótimas para reduzir os efeitos de arrasto, mas geralmente exigem mais esforço para segurá-las com segurança em um foguete de água. As barbatanas finas devem ser muito rígidas após a montagem para evitar movimento durante o voo.

Foguetes em forma criam menos arrasto e, portanto, voam mais rápido e mais alto. Aletas simétricas na parte inferior do foguete atuam como estabilizadores para mantê-lo voando em linha reta.

*Como testar o Foguete com as Aletas*

Um dos meios que encontramos de usar o foguete com as aletas é usar a base que nós temos e lançar o foguete com e sem as aletas, para assim analisemos se tem ganhos ou perdas em relação à aerodinâmica para que ele vá reto.

*Responsável pelo Foguete: Luiz Paulo.*

Referências 

https://serra.ifes.edu.br/images/stories/como_construir_o_foguete_MOBFOG_DE_2019.pdf

https://www.cacep.com.br/saiba-como-construir-um-foguete-a-agua-para-praticar-o-espaco-modelismo/

https://pt.helpr.me/19223-how-many-fins-do-you-need-for-a-bottle-rocket

Foguete a base d'água 

  É interessante entendermos para que serve cada material que utilizamos no foguete, para que assim então possamos entender como o foguete a base de água funciona.

Primeiro vamos passar os materiais até agora utilizados em nosso projeto, que foram: 

- 1 Garrafa pet 

- 1 metro de cano pvc (25 mm) 

- 1 T + 1 joelho para ligar as partes do pvc (25mm) 

- 2 tampas para o pvc (25mm) 

- 1 bomba de ar com o bico agulha 

-aproximadamente 150ml de água 

- 7 cm de cano de pvc grosso (usamos cano de esgoto) 

- 4 metros de barbante 

- 2 braçadeiras de ferro 

- 4 cintas plásticas 

Esses são os materiais que formam nosso projeto, entendendo a funcionalidade de cada um é possível até mesmo troca-los por outros materiais. 

A garrafa pet: esse material é essencial, ele vai fazer o papel de ser a carcaça do foguete, mudanças neste material irão trazer transformações aerodinâmicas positivas ou negativas. No nosso caso foi exigido que se usasse uma garrafa de 600ml, mas muitas pessoas das quais ja realizaram tal projeto usam garrafas de 2 litros. E qual seria a diferença?

Bom, na garrafa de 2 litros assim como esperado aumenta-se a pressão e água que deve ser inserida. Além disso em alguns de nossos testes percebemos q a garrafa de 2 litros apresentou um menos desempenho quando compara à de 600 ml, levando em consideração testes aonde não fizemos nenhum tipo de ajuste em ambas garrafas, além é claro, de usarmos garrafas de uma mesma marca. 

O cano pvc (25mm) + os ligamentos + tampas: esses materiais constituem nossa base, nela ficará encaixada a garrafa, e o bico da bomba ou seja, passamos a pressão para a garrafa através da própria base. 

Bomba de ar com bico agulha: bom, acredito que fica claro a função da bomba de ar, que é trazer pressão para o nosso foguete. Quando enchemos a garrafa com mais ar do que se cabe normalmente é natural que aquela matéria que está de sobra na garrafa exerça uma espécie de força para sair. 

Água (150ml): a água por sua vez será o material reponsável pela "decolagem" do foguete. Quando soltamos o foguete com toda pressão que colocamo a primeira substância a ser expulsa será a água. Assim então, conseguimos entender através da terceira lei de newton, que através da força de ação para baixo que a garrafa faz expulsando a água para baixo faz com que ela receba uma força de reação que faz com que ela suba no ar. 

Mas uma questão que pode ser levantada, como fazemos para inserir pressão suficiente na garrafa sem que ela salte da base antes da hora?

Bom, para isso que servem os próximos materiais. 

Cintas plásticas + braçadeiras + cano de esgoto + barbante: usamos esses materiais para desenvover uma trava para garrafa, para que assim pudéssemos acionar o foguete de uma distância segura quando colocássemos a pressão ideal, que em um estudo públicado pelo Instituto Federal Catarinense diz que é no máximo de 160 PSI para que a garrafa não exploda, porém o estudo diz ser seguro usar algo 30% abaixo disso, o que resulta em cerca de 112 PSI.

Sobre o Paraquedas

Responsável pelo paraquedas

    Lucas Moreira, N°15

Como fazer o paraquedas

    Pegamos um tipo diferente de plástico que é bem resistente e em seguida a gente abriu o plástico até formar um quadrado bem grande, e depois dobramos em formato de triângulo 4x, depois pegamos uma ponta e fizemos um corte circular no triângulo dobrado que tinha um formato parecido com um cone depois de cortado e quando abrimos tinha o formato de flor e por último ligamos pedaços de barbante da garrafa até cada uma das 8 partes que tinha formatos parecidos com de semicírculos.

Tipos de paraquedas

    Os paraquedas mais usados são os do tipo Asa, que tem um formato retangular, usados por paraquedistas com intuito de se movimentar com mais facilidade no ar, e os redondos com formato de cogumelo, que geralmente é usado para retardar o tempo de flutuação no ar.

Referências

    https://youtu.be/6Pi4XHf1ssg

Teste 

    Para fazermos o teste, colocamos o paraquedas em forma de coroa em cima da garrafa e a jogamos para cima, o paraquedas abre no ar e desce devagar, conforme o planejado.

Explicando o Trabalho

Temos até então a base do foguete pronta, tivemos lançamento com bons resultados onde a garrafa alcançou uma altura satisfatória. Fizemos uma estrutura para garrafa da qual acreditamos melhorar sua aerodinâmica, porém ainda não testamos para concluir se obtivemos melhorias. Agora falando a respeito do paraquedas, encontramos uma certa dificuldade para criar algum mecanismo para colocar o paraquedas no foguete sem que interfira em seu lançamento. Além disso ainda temos apenas um protótipo do paraquedas, o que temos não é o que pretendemos usar.

Início do trabalho do 1° trimestre

Amanhã, dia 08/03/2022 (terça -feira), começaremos a preparação e separação dos materiais do trabalho do 1° trimestre.

O trabalho ainda não foi iniciado por falta de organização da equipe.