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Engenharia Mecânica

3ª Série

Física II

A Atividade Prática Supervisionada (ATPS) é um procedimento metodológico de ensinoaprendizagem

desenvolvido por meio de etapas, acompanhadas pelo professor, e que tem

por objetivos:

Favorecer a autoaprendizagem do aluno.

Estimular a corresponsabilidade do aluno pelo seu aprendizado.

Promover o estudo, a convivência e o trabalho em grupo.

Auxiliar no desenvolvimento das competências requeridas para o exercício

profissional.

Promover a aplicação da teoria na solução de situações que simulam a

realidade.

Oferecer diferenciados ambientes de aprendizagem.

Para atingir estes objetivos, a ATPS propõe um desafio e indica os passos a serem

percorridos ao longo do semestre para a sua solução.

Aproveite esta oportunidade de estudar e aprender com desafios da vida profissional.

AUTORIA:

Marco Aurélio Euflauzino Maria

Física II

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Competências e Habilidades

Ao concluir as etapas propostas neste desafio, você terá desenvolvido as

competências e habilidades que constam nas Diretrizes Curriculares Nacionais descritas a

seguir.

 Aplicar conhecimentos matemáticos, científicos, tecnológicos e instrumentais à

Engenharia.

 Conceber, projetar e analisar sistemas, produtos e processos.

 Identificar, formular e resolver problemas de Engenharia.

 Assumir a postura de permanente busca de atualização profissional.

Participação

Esta atividade será, em parte, desenvolvida individualmente pelo aluno e, em parte,

pelo grupo. Para tanto, os alunos deverão:

• organizar-se, previamente, em equipes cujo número de participantes será definido

pelo professor da disciplina;

• entregar seus nomes, RAs e e-mails ao professor da disciplina e

• observar, no decorrer das etapas, as indicações: Individual e Equipe.

Desafio

Uma empresa construtora de obras em engenharia civil pretende construir um edifício

residencial com cinco andares. No projeto, a empresa prevê a instalação de um elevador

para o transporte de pessoas. A seguir, estão elencadas algumas informações do referido

edifício:

• Cada andar do edifício possui quatro apartamentos.

• Cada apartamento tem dois dormitórios, uma sala, um banheiro, uma cozinha

e uma área de serviço integrada com a cozinha, totalizando uma área de

49,5 m².

• O prédio possuirá um único elevador, que operará com uma velocidade de

1,0 m/s, por questão de conforto e rapidez.

• A distância entre o piso de um andar e o piso de outro andar é 3,60 m.

• O estacionamento não será acessado por meio do elevador.

Você e sua equipe trabalham no setor de projetos da empresa citada e receberam a

incumbência de dimensionar a potência do elevador a ser utilizado para atender à demanda

estimada de pessoas e apresentar uma análise para sua instalação de acordo com as

normas técnicas vigentes. O documento que contempla essa análise é chamado de cálculo

de tráfego.

Objetivo do desafio

Dimensionar a potência de um elevador para transporte de pessoas e elaborar o

cálculo de tráfego do mesmo.

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Livro-texto da disciplina

A produção desta ATPS é fundamentada no livro-texto da disciplina, que deverá ser

utilizado para solução do desafio:

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física: Mecânica.

9. ed. Rio de Janeiro: LTC - LivrosTécnicos e Científicos, 2012, v.1.

ETAPA 1 (tempo para realização: 06 horas)

 Aula-tema: Leis de Newton.

Esta atividade é importante para que você conheça tanto a descrição do movimento

de elevadores, por meio das leis de Newton, quanto as normas técnicas vigentes sobre a

operação dos mesmos.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

Passos

Passo 1 (Individual)

Pesquisar, em livros, sites e revistas, sobre os elevadores recomendados para utilização em

edifícios residenciais (ou seja, elevadores para o transporte de pessoas e pequenas

mudanças).

Sites sugeridos para pesquisa

• Ficha Técnica – Elevador de Passageiros Galassia. Disponível em:

<http://www.elevadoreszenit.com.br/img/produtos/passageiros/passageiros.pdf> e

compartilhado em: <https://drive.google.com/file/d/0B00BQTNIEttMdHRISV9PSmFRT0k/view?

usp=sharing>. Acesso em: 16 out. 2014.

• Manual de Transporte Vertical em Edifícios. Disponível em:

<http://www.schindler.com/content/dam/web/br/PDFs/NI/manual-transporte-vertical.pdf> e

compartilhado em: <https://drive.google.com/file/d/0B00BQTNIEttMRTFpakU3NE1fMzA/view?

usp=sharing>. Acesso em: 16 out. 2014.

Passo 2 (Individual)

Pesquisar e descrever o funcionamento de um elevador para transporte de pessoas.

Site sugerido para pesquisa

• Os Diferentes Tipos de Elevadores de Pessoas. 2012. Disponível em:

<http://www.upcenter.com.br/noticias/tipos-de-elevadores-residenciais/> e compartilhado em:

<https://drive.google.com/file/d/0B00BQTNIEttMVVVydU9rcldqaUk/view?usp=sharing>. Acesso

em: 16 out. 2014.

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Passo 3 (Individual)

Pesquisar e estudar as normas técnicas vigentes sobre elevadores de passageiros, e

pesquisar sobre o cálculo de tráfego de elevadores.

Sites sugeridos para pesquisa

• Elevadores Elétricos de Passageiros – Requisitos de segurança para construção e

instalação. ABNT. 1999. Disponível em:

<http://vipelevadores.com.br/arquivos/1385381507.pdf> e compartilhado em:

<https://drive.google.com/file/d/0B00BQTNIEttMQXYyTUxuOUo3VDg/view?usp=sharing>. Acesso

em: 17 out. 2014.

• GRANDO, Luciano. Otimização do Transporte Vertical na Construção Civil. 2013.

Disponível em: <http://www.abemec-rs.org.br/abemec/artigo-twin-abemec.pdf> e

compartilhado em: <https://drive.google.com/file/d/0B00BQTNIEttMd0hjS0JpWTlGVmM/

view?usp=sharing>. Acesso em: 17 out. 2014

Passo 4 (Equipe)

Representar as forças que atuam no elevador, nomeando-as e as indicando em um

diagrama de corpo livre (diagrama de forças).

Sugestão

Classificar as forças que atuam sobre o elevador em: forças que ajudam o seu

movimento (no momento da subida, por exemplo) e forças que atrapalham o seu

movimento.

ETAPA 2 (tempo para realização: 06 horas)

 Aula-tema: Força e Movimento.

Esta atividade é importante para que você aprenda a estimar as quantidades físicas

(da área da mecânica) de maior relevância para o acionamento de elevadores.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

Passos

Passo 1 (Equipe)

Representar algebricamente as forças elencadas no Passo 4 da etapa anterior, utilizando a

Segunda Lei de Newton, considerando que o elevador possui uma massa me; que este,

operando em sua máxima capacidade, transporta uma carga adicional de pessoas mp e que

o contrapeso utilizado no projeto possui uma massa mc. Esta equação descreverá os três

estágios de operação de um elevador: 1) o início de seu movimento a partir do repouso;

2) o seu movimento com velocidade constante; e 3) a sua parada.

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Passo 2 (Equipe)

1 Classificar os três estágios citados no passo anterior em: movimento retilíneo uniforme

ou movimento retilíneo uniformemente acelerado.

2 Pesquisar sobre os valores de tempo para a realização de cada um dos estágios acima

citados. Utilizar as referência indicadas no Passo 1 da Etapa 1.

Passo 3 (Equipe)

Escrever, para cada estágio citado no Passo 1 desta etapa, a aceleração como função das

forças analisadas no Passo 4 da Etapa 1, e como função das massas me, mp, e mc.

Passo 4 (Equipe)

Elaborar um memorial descritivo, seguindo a padronização indicada nesta ATPS, contendo

todas as informações avaliadas até o momento, e entregá-lo para o professor da disciplina.

ETAPA 3 (tempo para realização: 06 horas)

 Aula-tema: Energia Cinética e Trabalho.

Esta atividade é importante para que você aprenda a calcular a energia utilizada na

operação de um elevador.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

Passos

Passo 1 (Equipe)

1 Determinar o fluxo de pessoas que utilizarão o elevador no edifício, considerando as

informações citadas no Desafio e a norma técnica pertinente.

2 Estimar a massa mp, considerando as informações obtidas no item 1 deste passo.

3 Estimar a massa de um elevador (me).

Passo 2 (Equipe)

Estimar, considerando as informações do passo anterior e a norma vigente para elevadores

para transporte de pessoas, a massa do contrapeso (mc).

Passo 3 (Equipe)

Calcular o trabalho realizado pela máquina de tração (motor) para a operação dos estágios

de início de movimento do elevador a partir do repouso e do seu estágio de parada, ambos

citados no Passo 1 da Etapa 2.

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Passo 4 (Equipe)

Calcular o trabalho total realizado pela máquina de tração (motor) para o elevador sair do

piso do térreo e chegar até o piso do último andar.

ETAPA 4 (tempo para realização: 08 horas)

 Aula-tema: Energia Potencial e Conservação de Energia.

Esta atividade é importante para que você aprenda a dimensionar a potência

envolvida na operação de um elevador.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

Passos

Passo 1 (Equipe)

Estimar o tempo total, considerando as normas técnicas avaliadas na Etapa 1, para o

elevador sair do piso do térreo do prédio e chegar ao piso do último andar do prédio,

considerando desde o instante de seu acionamento a partir do repouso até o momento de

sua parada.

Sugestão

Para a situação na qual as normas indiquem um intervalo de tempo para a ação de

qualquer um dos três estágios citados no Passo 1 da Etapa 2, considerar a média dos

tempos dos extremos desse intervalo.

Passo 2 (Equipe)

Estimar a potência que deve ter o motor que traciona o elevador para obter o desempenho

citado no passo anterior.

Passo 3 (Equipe)

Elaborar o cálculo de tráfego para o edifício analisado, seguindo a padronização indicada

nesta ATPS, no qual deve constar: a demanda de pessoas a ser atendida pelo elevador,

a capacidade do elevador e a potência do motor de tração. Explicitar todos os cálculos.

Passo 4 (Equipe)

Reunir sob a forma de um projeto (observando a padronização indicada nesta ATPS) todas

as informações tratadas nesta atividade e entregar ao professor da disciplina.

Nota ao professor

Se julgar necessário e conveniente, o professor da disciplina pode solicitar uma

apresentação em slides dos trabalhos.

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Seminário de Conclusão

Com o objetivo de apresentar os resultados obtidos por meio da ATPS, o Seminário Final

pretende proporcionar aos estudantes a socialização das variações de resultados, bem

como o debate a respeito das dificuldades e soluções encontradas para a finalização do

desafio.

Cada equipe deverá realizar uma apresentação de vinte minutos, contendo até vinte

slides.

Esta apresentação deverá contemplar a seguinte estrutura:

 Introdução: base teórica utilizada para solução do desafio.

 Desenvolvimento: descrever as soluções encontradas para a resolução final do desafio.

 Conclusão: explicar como as soluções encontradas para a resolução final do desafio

poderão contribuir efetivamente em sua vida profissional.

A apresentação do Seminário Final de cada curso deverá ocorrer em sua unidade, em local

e data a serem definidos pelo professor da disciplina e o coordenador de curso.

Padronização

O material escrito solicitado nesta atividade deve ser produzido de acordo com as normas

da ABNT, com o seguinte padrão (exceto para produções finais não textuais):

em papel branco, formato A4;

com margens esquerda e superior de 3cm, direita e inferior de 2cm;

fonte Times New Roman tamanho 12, cor preta;

espaçamento de 1,5 entre linhas;

se houver citações com mais de três linhas, devem ser em fonte tamanho

10, com um recuo de 4cm da margem esquerda e espaçamento simples

entre linhas;

com capa, contendo:

nome de sua Unidade de Ensino, Curso e Disciplina;

nome e RA de cada participante;

título da atividade;

nome do professor da disciplina;

cidade e data da entrega, apresentação ou publicação.

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Para consulta completa das normas ABNT, acesse a Normalização de Trabalhos

Acadêmicos Anhanguera. Disponível em: <http://issuu.com/normalizacao/docs/normaliza____o_

de_trabalhos_acad__m>. Acesso em: 22 ago. 2014.

Vale lembrar: constitui plágio a apropriação de ideias alheias sem a indicação do autor e da

fonte de onde foi retirada a informação referenciada. Para saber mais, assista ao vídeo de

orientação sobre plágio.