A Prática Princípio de Pascal

Princípio de Pascal

Universidade do Estado de Minas Gerais

Engenharia da Computação,

                

PALAVRAS CHAVE:

INTRODUÇÃO

A prática observada tem como propósito exemplificar o uso do princípio da lei de Pascal, Pascal foi um matemático do século XVII que explorar a incompressibilidade dos líquidos fazendo com que a pressão aplicada em sua superfície seja transmitida igualmente em todo o fluído incluindo nas paredes que comportam o sistema. Baseado em seu princípio, diversas tecnologias foram desenvolvidas, como:  prensa hidráulica, no elevador hidráulico, no macaco hidráulico, freios e na direção hidráulica; que trouxeram inúmeros benefícios e facilitações em sua época e na contemporaneidade. Um exemplo pode se dar pela aplicação da prensa hidráulica, onde ao se aplicar uma pequena força numa área pequena podemos elevar objetos muito pesados. Seu princípio se dá pela aplicação da fórmula:

[pic 1]

Aplicação:

[pic 2]

A experiência descrita abaixo teve o objetivo de demonstrar a aplicação deste mesmo princípio em uma braço articulado, nomeado de ROBÔ GUINDASTE.

MATERIAIS

Para a confecção do projeto foram gastos os materiais:

• 6 seringas;
• Mangueiras plásticas para aquário;
• 3 peças de madeira com as dimensões: 20 cm, 15 cm e 12 cm;
• 2 dobradiças;
• Parafusos,
• 1 garrafa PET;
• Furadeira;
• Pedaços de 5 cm de cano de PVC;
• Fita adesiva;
• Chave philips;
• Cola quente.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

A montagem do braço hidráulico se baseou em duas etapas distintas, tendo como primeira etapa a montagem da estrutura de sustentação usando as peças de madeira, dobradiças e parafusos e afixando a sua base móvel, onde foi adaptado com o uso do bocal de uma garrafa PET. A segunda e última parte, foi adaptado o sistema hidráulico com o uso de das seis seringas conectadas em pares pelas mangueiras de aquário, criando um sistema fechado e possibilitando a transferência de pressão movimentando cada um dos êmbolos de sua extremidade oposta. O projeto finalizado permitiu utilizar a lei de Pascal para realizar uma movimentação em três eixos do braço hidráulico, o que permitiu o manuseio de um objeto.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

No estudo do caso apresentado podemos aferir algumas observações do o comportamento da experiência o que nos levou as seguintes discussões e resultados.

Ao construir o braço robô utilizando o sistema da prensa hidráulica podemos reproduzir um movimento em três eixos de forma simples e eficiente com objetos comuns. Aprofundando na aplicação da lei de Pascal podemos identificar que a movimentação se dá de forma a compensar diferenças de pressões, seja ao aplicar uma pressão nas seringas de nossas mãos criando um aumento de pressão no líquido que por não ser comprimível distribui a pressão em todos os pontos da mangueira e na outra extremidade na seringa. Como a pressão continua acumulada e as paredes da mangueira não se deformam, expandindo o seu diâmetro, ocorre a movimentação do embolo oposto levantando as peças de madeira. Também se observa o comportamento oposto ao movimentar o embolo das seringas em nossas mãos, puxando a água de volta para a seringa, devido as paredes da mangueira não se deformarem, causando uma diminuição do seu diâmetro, a água volta a preencher a seringa e contraindo o embolo fazendo com que as peças de madeira se movimentem. O que pode ser demonstrado pela fórmula:

[pic 3][pic 4]

Foi levado em consideração o uso de água como o líquido, que possui densidade igual a 1.10³ Kg/m³, para a movimentação do braço robô e quais seriam as suas consequências na substituição por outro líquido de densidade diferente. Como o apresentado no Princípio de Stevin:

“A diferença entre as pressões de dois pontos de um fluido em equilíbrio (repouso) é igual ao produto entre a densidade do fluido, a aceleração da gravidade e a diferença entre as profundidades dos pontos”

Onde temos a equação: