Relatório - Catapulta

Relatório - 3º Trimestre - Catapulta

Objetivo do Trabalho:

Construir a catapulta 

Obter o maior número de pontos acertando o alvo

Cumprir a prova mínima que é acertar pelo menos uma vez o alvo, cujo centro fica entre 4 a 5 metros de distância com a bolinha de tênis.

 

  

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

madeiras

1- 27,6cm de comprimento, 1,7cm de altura e 3cm de largura

2- 11,8cm de comprimento, 1,7cm de altura e 3cm de largura

3- 27cm de comprimento, 1,7cm de altura e 3cm de largura (uma delas está quebrada, parecendo que são madeiras diferentes)

4- 31cm de comprimento, 1,5cm de altura e 2cm de largura

5- 12,5cm de comprimento, 1,7cm de altura e 3cm de largura

6- 14cm de comprimento, 2,8cm de altura e 4cm de largura

7- 19,5cm de comprimento, 2,8cm de altura e 4cm de largura

8- 25,8cm de comprimento, 1,7cm de altura e 4cm de largura

9- 4,5cm de comprimento, 1,7cm de altura e 3cm de largura

10-  cabo de vassoura, com 36,5cm de comprimento

19- 36cm de comprimento, 1,5cm de altura e 4cm de largura

20- 22cm de comprimento no lado maior, 16 cm de comprimento no lado menor, 1,5 de altura e 4cm de largura.

materiais

11- parafuso grande

12- elástico cirúrgico - garrote

13- suporte de varal

14- espeto para churrasco 

15- rolhas

16- suporte de fio elétrico

17- apoio feito de metal para prateleira

18- embalagem do brinde de ovo de páscoa

outros materiais

- serra

- barbante 

- prego

- fita isolante

- câmara de ar de bicicleta

- fita crepe

- gancho de ferro

- cola instantânea

- martelo

- furadeira

 

 -Descreva em 5 passos a construção da catapulta.

1- Mandamos as madeiras para um marceneiro cortar. Depois de cortadas, colamos e pregamos as madeiras (1, 3, 19, 7 e 8) formando assim a base da catapulta.

2- Cortamos o espeto de churrasco, e o encaixamos na madeira (19) para fazer a manivela que serve para nos ajudar a controlar o ângulo de lançamento da bolinha, encaixamos também o cabo de vassoura no eixo que foi a outra ponta do espeto da catapulta. Para segurar o eixo na base da catapulta colocamos os pequenos pedaços de madeira (9). Colocamos uma rolha de cada lado do cabo de vassoura e também os protetores de fios elétricos (16) para segurar o cabo e não permitir que ele se movesse na hora do lançamento. Envolvemos o cabo com a camara de bicicleta e fita isolante para diminuir o atrito na hora do lançamento quando o cabo entrasse em contato com o parafuso. 

3- Colocamos os suportes para varal (13) na lateral da catapulta para podermos amarrar o elastico cirúrgico (12) e para termos mais segurança, e não termos o risco do elastico se soltar amarramos ele com o barbante. Depois fizemos um furo com a furadeira na madeira (8) para colocarmos o parafuso (11) que ajusta o ângulo do cabo de vassoura. Pregamos as madeiras (5 e 6) para para segurar a base e dar mais firmeza na hora do lançamento. 

4- Na hora da construção a madeira (3) se quebrou, então colocamos as madeiras (4 e 2) para segurar ela. Pregamos todas as madeiras umas nas outras com o prego para reforçar a cola. Enrolamos com fita isolante os protetores de fios elétricos (16) para não escorregar na hora do lançamento. 

5- Cortamos a embalagem (18) para ser o apoio da bolinha de tênis e então pregamos ela no cabo de vassoura para fixar. Antes de colocarmos o espeto (14) nas madeiras (19) o entortamos para fazer a manivela. Para evitar que ela saisse do lugar, colocamos uma rolha de vinho (15).



Desenhe a Catapulta e Indique as forças sobre a mesma.

2ª Parte

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

Experimento I

Faça um desenho mostrando o lançamento e respectivos pontos medidos.

 

1. Deslocamento 1 1,60m Tempo 1 0,17s Velocidade 1 9,41m/s    
2. Deslocamento 2 1,8m Tempo 2 0,31s Velocidade 2 5,8m/s    
3. Massa da Bolinha 0,060 kg
4. Peso da Bolinha 0,588 N
5. Aceleração da Bolinha   
6. Quantidade de Movimento 1 0,5646 kg.m/s
7. Quantidade de Movimento 2 0,348 kg.m/s
8. Impulso na Bolinha -0,2166 N.s  

  Cálculos dos Deslocamentos:
d¹                                      t¹                           v¹
5,60-4,0= 1,60m       1,0-0,83=0,17s         1,60/0,17= 9,41 m/s

d²                                    t²                              v²
6,0-4,20=1,8m       0,90-0,59=0,31              1,8/0,31=5,8m/s
 
  
Cálculos das Velocidades e Aceleração:
(experimento II)
v¹
5,40-3,40=2
1,1-0,75=0,35
2/0,35=5,7 m/s

v²
5,80-4,10=1,7
1,3-0,72=0,58
1,7/0,58=2,93


Cálculos das Quantidades de Movimento.

Q¹= 0,060.9,41=0,5646 kg.m/s
Q²= 0,060.5,8=0,384 kg.m/s
 
  
Cálculo do Impulso:

0,348-0,5646=-0,2166

Experimento II

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

1. Deslocamento 1 2,0m Tempo 1 0,35s Velocidade 1 5,7m/s    
2. Deslocamento 2 1,7m Tempo 2 0,58s Velocidade 2 2,93m/s    
3. Massa da Bolinha 0,060kg
4. Peso da Bolinha 0,588 N
5. Aceleração da Bolinha    
6. Quantidade de Movimento 1 0,342 kg.m/s
7. Quantidade de Movimento 2 0,1758 kg.m/s
8. Impulso na Bolinha -0,1662 N.s  

3ª Parte

Responda cada questão colocada abaixo:

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

Nossa maior dificuldade foi na hora de montar o eixo, porque não estava reto e não dava impulso suficiente para cumprir a prova mínima ou ela lançava torto, não atingindo o alvo.

Comente os Resultados encontrados nos dois experimentos.

Os resultados dos experimentos mostraram que nossa catapulta tem capacidade de atingir aproximadamente até 6,0 metros com uma velocidade média de 5,5 m/s. 
 
  
Indique o ângulo de Lançamento, explique como você encontrou este valor.

Ângulo = 50º
O transferidor foi colocado na mesma altura do eixo da catapulta, e de acordo com a altura que nós fizemos o lançamento, marcamos o ângulo que formava até onde bate no apoio.
 

Conclusão Final.

Construímos uma catapulta visto os materiais e o modo de construção nos itens 2 e 3 do relatório, que tinha a proposta de atingir pelo menos uma vez o alvo, cujo centro ficava entre 4 à 5 metros de distância, visto no primeiro item e seu desempenho foi relativo aos testes realizados visto nos itens 6 e 7, que foram bons, mostrando nossas dificuldades na construção do eixo e nos testes para que acertássemos o ângulo de lançamento até que conseguíssemos lançar e cumprir a prova mínima do projeto.

Resultado da Catapulta

A competição aconteceu no dia 20 de outubro, cada grupo construiu uma catapulta com o objetivo de atingir o centro do alvo que estava entre 4 à 5 metros de distância.
Nosso grupo ficou empatado com o grupo 8 da nossa sala, 1ºA, em 7º lugar, com 6 pontos. Veja a tabela:

       

Col	Grupo	Total
1º	4 D	15
2º	2 B	11
3º	3 B	9
	11 C	9
5º	5 D	7
	8 B	7
7º	3A	6
	8A	6
9º	1A	5
10º	6 D	4
11º	10 C	3
12º	8 C	2
13º	3 C	1
	5A	1
	6 B	1
	7A	1
	7 B	1
18º	1 B	0
	1 C	0
	1 D	0
	2A	0
	2 C	0
	3 D	0
	4A	0
	4 C	0
	6A	0
	6 C	0
	7 C	0
	7 D	0
-	2 D	-
-	5 C	-
-	9 C	-

Nossa catapulta:

Testes com a catapulta

Vídeo de testes realizados no dia 19/10/12 com a catapulta. Os testes foram feitos pelas alunas Carina, Giovanna e Hanna. A marcação em vermelho no chão está posicionada em 4 metros. A média de distância em que a catapulta jogava a bolinha era de 4,20 metros, tendo variação até 4,50 metros ou 3,90 metros.

Premio Nobel de Física 2012

O prêmio nobel de física do ano de 2012 foi dado para o francês Serge Haroche e para o americano David J. Wineland ambos de 68 anos, pelos estudos e pela manipulação de sistemas quânticos. Eles trabalham a área de óptica quântica e estudam a interação entre luz e a matéria. Os dois desenvolveram métodos de medição de partículas quânticas (que são menores que os átomos e os prótons). Cada um desenvolveu seu estudo separadamente, mas mesmo assim seus métodos tinham muita coisa em comum. 

Suas pesquisas deram os primeiros passos para a construção de um computador que é muito mais rápido que os computadores de hoje em dia. Outro projeto foi o chamado relógio ótico que é cem vezes mais preciso que os relógios que usamos hoje em dia, esses relógios já foram criados em laboratórios e pode ser a base para uma nova contagem de tempo. 

PERFIS 

Serge Haroche: Naturalizado francês, Serge Haroche nasceu em Casablanca, no Marrocos, em 1944. Fez seus estudos na década de 1960 em Paris, onde se tornou PhD em Física. Trabalhou nos primeiros anos de sua carreira no CNRS (Centre national de la recherche scientifique, um dos principais centros europeus de pesquisa). Também esteve nos Estados Unidos, onde estudou e lecionou em insituições como MIT, Harvard e Yale. Atualmente é professor do Collège de France, onde é titular da cadeira de Física Quântica.

David J. Wineland: Nasceu em Milwaukee, no estado de Wisconsin (EUA), em 1944. Graduou-se em Berkeley, na Califórnia e se tornou PhD em Física pela Universidade de Harvard, em 1970. Desde 1979 trabalha no NIST (National Institute of Standards and Technology).

Textos retirados dos sites: http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2012/10/frances-e-americano-ganham-nobel-de-fisica-de-2012.html - http://veja.abril.com.br/noticia/ciencia/trabalho-sobre-particulas-quanticas-ganha-premio-nobel-de-fisica

Energia Fotovoltaica

A energia fotovoltaica é fornecida de painéis contendo células fotovoltaicas ou solares que sob a incidência do sol geram energia elétrica. A energia gerada pelos painéis é armazenada em bancos de bateria, para que seja usada em período de baixa radiação e durante a noite.

A conversão direta de energia solar em energia elétrica é realizada nas células solares através do efeito fotovoltaico, que consiste na geração de uma diferença de potencial elétrico através da radiação. O efeito fotovoltaico ocorre quando fótons (energia que o sol carrega) incidem sobre átomos (no caso átomos de silício), provocando a emissão de elétrons, gerando corrente elétrica. Este processo não depende da quantidade de calor, pelo contrário, o rendimento da célula solar cai quando sua temperatura aumenta.

O uso de painéis fotovoltaicos para conversão de energia solar em elétrica é viável para pequenas instalações, em regiões remotas ou de difícil acesso. É muito utilizada para a alimentação de dispositivos eletrônicos existentes em foguetes, satélites e astronaves.

O sistema de co-geração fotovoltaica também é uma solução; uma fonte de energia fotovoltaica é conectada em paralelo com uma fonte local de eletricidade.

Este sistema de co-geração voltaica está sendo implantado na Holanda em um complexo residencial de 5000 casas, sendo de 1 MW a capacidade de geração de energia fotovoltaica. Os Estados Unidos, Japão e Alemanha têm indicativos em promover a utilização de energia fotovoltaica em centros urbanos. Na Cidade Universitária - USP - São Paulo, há um prédio que utiliza este tipo de fonte de energia elétrica.

No Brasil já é usado, em uma escala significativa, o coletor solar que utiliza a energia solar para aquecer a água e não para gerar energia elétrica.

Fonte: fisica.cdcc.sc.usp.br

Energia Eólica

Deu inicio nos anos 70, devido a falta do petróleo, gerada pela força do vento, grandes aero-geradores conectados à turbinas ao serem atingidos pelo vento acionam o gerador elétrico produzindo energia elétrica. A energia eólica é de fonte renovável, além de abundante e limpa, ou seja, não polui o meio ambiente.

No Brasil a utilização da energia eólica chega 143.000 megawatts, tendo como grandes potenciais promissores os estados do Ceará e Rio Grande do Norte, com destaque para as Usinas do Camelinho (1MW, em MG), de Mucuripe (1,2MW) e da Prainha (10MW) no Ceará, e a de Fernando de Noronha em Pernambuco.

Energia Termelétrica:

Conhecida também por calorífica, esta energia é resultante da combustão de materiais de fontes não renováveis, por exemplo, carvão, petróleo e gás natural, e também outros de fontes renováveis como a lenha, o bagaço de cana, etc. A energia termelétrica pode ser utilizada tanto como energia mecânica como também por eletricidade.

Depois de conhecer os tipos de energia elétrica que temos como opção, nos dê sua opinião sobre qual delas poderia ser muito útil a nós e não causaria tantos danos ao meio ambiente.

Fontes:

http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/fontes-alternativas-de-energia/fontes-alternativas-de-energia.php
http://www.educacao.cc/ambiental/tipos-de-energias-hidreletrica-eolica-nuclear-solar-termica-etc/

Energias

O Brasil vive atualmente com questões de grande importância não só para nosso país como também para o planeta Terra e o meio ambiente existente nele, dentre tais questões que estão causando grandes preocupações, está incluído a energia, essencial à nossa sobrevivência modernista, preocupações que levam a pensar quais os tipos de energia se pode recorrer e quais são os mais favoráveis a nós sem que prejudique o meio ambiente que também nos é necessário. Vejamos então quais os tipos de energia que possuímos atualmente, para assim tenhamos uma clara noção de qual ou quais resultará favoravelmente a ambas as partes.

Tipos de Energia:

Energia Hidrelétrica

Energia proveniente da força da água, isto é, uma grande quantidade de água que atinge as turbinas, de altura elevada, fazendo com que o gerador elétrico seja acionado, proporcionando energia elétrica a toda população próxima à usina hidrelétrica. Porém, a grande necessidade de energia consequentemente leva ao aumento de usinas hidrelétricas, e para sua construção é preciso inundar grandes áreas de terra, o que altera todo o ecossistema existente ali, animais sendo deslocados de seu habitat, toda espécia de planta sendo destruída, podendo ainda, dependendo da formação terrestre, causa alagamento e o deslocamento da população residente dos ribeiros. Com isto, a outra opção de usina hidrelétrica, a fio d’água que produz energia sem necessitar de grandes reservatórios de água.

Apresentação de sala

Fizemos a apresentação na sala de aula na quinta passada sobre a gravitação universal, colocamos na lousa a formula e falamos o que significava cada letra componente da formula.

Mini Maratona

Nessa segunda (10/09) participamos da mini maratona que teve inicio as 5:30 da manhã, não soubemos responder a primeira questão, e na hora de respondermos a segunda ocorreu uma queda de energia e a internet só voltou as 10 da manhã da segunda. Conseguimos pedir para as meninas do grupo 4 colocar nossa resposta associada. Nós perdemos 100 pontos.

Catapultas

Começou o projeto da catapulta do 3º trimestre dos primeiros anos. Abaixo uma breve pesquisa para dar inicio ao projeto.

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.


Na Europa, as primeiras catapultas apareceram em épocas gregas tardias (400 a.C. - 300 a.C.), inicialmente adotadas por Dionísio de Siracusa e Onomarchus da Fócida. Ela foi inventada para ser usada como artilharia no campo de batalha ou durante cercos. Alexandre, o Grande introduziu a ideia de usá-las para promover cobertura no campo de batalha em conjunto ao seu uso durante cercos.
As catapultas foram completamente desenvolvidas em tempos romanos e medievais, com o trabuco sendo introduzido um pouco antes do aparecimento da pólvora e do canhão, o que tornou a catapulta obsoleta.
Durante épocas medievais, catapultas e mecanismos de cerco relacionados eram as primeiras armas usadas para guerra biológica. As carcaças de animais doentes e daqueles que morreram da peste negra ou de outras doenças eram carregadas como munição e então arremessadas contra as paredes dos castelos para infectar aqueles trancados dentro.
Durante a guerra de trincheiras da Primeira Guerra Mundial, catapultas menores eram usadas para lançar granadas de mão sobre a terra de ninguém até as trincheiras inimigas.

Tipos de catapultas:

Trebuchet

Ballista 

Mangonel

Bibliografia: http://pt.wikipedia.org/wiki/Catapulta
http://esperarhojeangulo.blogspot.com.br/2012/08/tipos-de-catapultas.html

Resultado da competição

Nosso grupo ficou em 2º lugar no placar geral da competição e estamos satisfeitos com o resultado. 

O placar:

E ficamos em 1º lugar no placar da nossa sala: 

Competição Aeromodelo

Enfim o esperado dia e com nosso avião preparado, as integrantes do grupo Carina Generale e Giovanna Mary ficaram encarregadas de lançá-lo.
A competição supervisionada pelo nosso professor de Física, Maurício Ruv Lemes foi dividida em baterias de quatro grupos e cada um tinha o direito de arremessar três vezes seu avião.

Fim da maratona

Nosso grupo conseguiu uma boa colocação na maratona de férias de 2012, e seguimos em frente com o projeto do aeromodelo.
Reuniões e projetos foram feitos e resolvemos mudar o elástico, tirar as rodinhas da frente e mudar a posição da asa do Mokito, porém usando o modelo original, sem mais mudanças.

Maratona 2012

Começou a Maratona 2012 de Física!


Com a junção do grupo 4 do 1º B, estamos preparados para competir nesta maratona que nos espera

Mini Relatório - aeromodelo

Mini Relatório

- Descrição

   

Montamos o aeromodelo do Kit, tiramos as rodinhas e colocamos a asa um pouco mais para frente.

- Tabela de testes

      Testes                                                                  Descrição
1- 6 segundos                        subiu, foi reto, deu voltas e caiu no chão
2- 5 segundos                        subiu menos, deu voltas, virou para direita e caiu
3- 2,1 segundos                     fez curvas e foi para o chão
4- 3,2 segundos                     subiu um pouco, manteve altura e foi para o chão
5- 3,7 segundos                     subiu um pouco mais, deu voltas e caiu
6- 3,7 segundos                     giramos 150 vezes a hélice e ele fez curvas até cair
7- 4,7 segundos                     giramos 200 vezes, subiu em linha reta, fez curvas no ar até o chão
8- 5,7 segundos                     a hélice foi rodada 250 vezes e o avião subiu, fez círculos no ar até cair
9- 8,7 segundos                    giramos 200 vezes, subiu muito, planou em círculos e caiu

- 5 conceitos físicos à respeito do aeromodelo

massa- quantidade de inércia que há no avião.
velocidade- ao soltarmos o avião em um determinado tempo ele percorre uma determinada distância.
arrasto- o avião joga o ar para trás através das helice gerando uma força chamada arrasto.
forças aerodinâmicas e gravidade- atuam em conjunto para que o avião fique no ar.

empuxo- é a força vertical dirigida para cima e o aeromodelo ao empinar para cima o ar se choca com a asa e ele é rebatido para baixo.

- Problemas              &                   Soluções

O avião não voava reto, pois quando                                   Dobramos a asa de trás para um lado diferente    
soltávamos ele girava e caia rapida-
mente no chão


O avião estava voando pouco tempo                                  Giramos mais vezes a hélice

- Conclusão

Fizemos um avião com o proposito de fazê-lo voar uma boa distância e permanecer voando por um tempo consideravelmente grande no intuito de ganhar a competição de aeromodelos. Embora não sabemos o tempo de outros grupos, achamos que nosso grupo tem a possibilidade de ficar em uma boa colocação devido aos seus testes visto no primeiro item do relatório que chegou a 8 segundos no ar.