Exercício resolvido Cinemática dos Sólidos apostila UNIP

Trabalho de Atividades Práticas Supervisionadas (APS) curso de Engenharia – UNIP Campus São José dos Campos.

Universidade Paulista – UNIP

Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia

Rod. Presidente Dutra, km 157,5 - Pista Sul, CEP 12240-420, São José dos Campos, SP – Brasil.

Resumo – O presente trabalho apresenta os métodos utilizados na fabricação de um guindaste hidráulico com eletroímã, sendo aplicados em sua elaboração conceitos didáticos de física e cálculo abordados em sala. Bem como, informações sobre a importância da hidráulica em diversas áreas da engenharia.

Introdução

   A engenharia de modo geral é vista como sinônimo de desenvolvimento, estando presente em diversas áreas e responsável pelo desenvolvimento da infraestrutura de um país e sobretudo para a resolução de problemas. Desta forma, designa-se esse papel ao engenheiro.

   O engenheiro busca melhorias e facilidade, com o objetivo de otimizar métodos já existentes e recursos disponíveis, visando encontrar soluções para recorrentes problemas estruturais e sociais.

   Um recurso disponível em abundância e que despertou grande interesse na área da engenharia é a água. Os recursos hidráulicos são utilizados em diversos ramos (civil, mecânica, sanitária, entre outras), estudando o comportamento do fluxo e do transporte dos fluidos.

   Dessa forma, o escoamento de fluidos em canais e condutos, a lubrificação, os esforços em barragens, os corpos flutuantes, as máquinas hidráulicas, entre outras, seguem as leis da mecânica dos fluídos. Ou seja, poucos são os ramos da engenharia que escampam totalmente dessa ciência, que se torna, assim, uma das mais importantes entre as que devem fazer parte dos conhecimentos básicos do engenheiro. [1]

   Todavia, outro fator determinante das características da sociedade moderna é o uso da energia elétrica, a qual está presente em diversas atividades do dia a dia e que se tornou essencial e imprescindível ao homem. Fábricas, supermercados, shoppings e uma infinidade de outros estabelecimentos, e até as residências, necessitam da sua utilização a todo o momento. Grande parte dos avanços tecnológicos que alcançamos provém da aplicação da eletricidade nos processos de desenvolvimento.

   Um dispositivo que necessita da eletricidade, mais especificamente da corrente elétrica, é o eletroímã. Esse artefato, é formado por um núcleo de ferro envolto por uma bobina. Quando ocorre a passagem de corrente elétrica pela bobina, gera-se um campo magnético, fazendo com que o núcleo fique imantado e, assim, atraindo outros materiais ferromagnéticos.

   Neste contexto, o presente projeto teve como objetivo a construção de um guindaste hidráulico, possuindo em suas extremidades um eletroímã fabricado visando atrair a maior quantidade possível de clips de metal, para assim, obter uma pesagem maior quando comparada ao projeto de outros alunos participantes da competição.

Materiais e métodos

   Referente à construção do guindaste, utilizou-se metal na elaboração dos três braços. Por conseguinte, definiram-se os frisos onde correria o êmbolo e furos para a fixação das seringas e tubos por onde correria o fluido, que no caso foi utilizado água. Depois de inseridas, as seringas foram preenchidas com a água para assim possibilitar a movimentação do guindaste, bem como o deslocamento do ímã.

   Com o intuito de evitar que o êmbolo do braço principal ficasse disforme, fixou-se um contrapeso de chumbo em sua extremidade. Por fim, todo o corpo do guindaste foi instalado em base de madeira de 44x60 cm.

   Acerca da composição do ímã, utilizou-se fio de cobre número 16, enrolando-a em uma barra de ferro formando uma bobina. O eletroímã foi instalado no extremo do último braço do guindaste com braçadeira, bem como um interruptor e um suporte para bateria, onde se inseriu uma pilha alcalina grande D.

Resultados e discussões

    Após a instalação dos braços percebeu-se na realização dos testes que o êmbolo do braço principal estava ficando disforme por torção, devido ao peso. Para solucionar o problema fixou-se um contrapeso de chumbo nas extremidades, resolvendo o imprevisto.