Metodologia Cientidica

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS - UNILESTE

Hugo Luíz

Mauro Silvestre

Geiziane Costa

Taynara Évora

Wainy Castro

LANÇAMENTO DO FOGUETE - PI

Coronel Fabriciano/MG

Novembro 2014

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS - UNILESTE

Hugo Luíz

Mauro Silvestre

Geiziane Costa

Taynara Évora

Wainy Castro

LANÇAMENTO DO FOGUETE - PI

Relatório apresentado a professora: Conceição, matéria Metodologia Científica referente ao curso Engenharia Civil e Mecânica, como fins para avaliação.

Coronel Fabriciano/MG

Outubro 2014

SUMÁRIO

Conteúdo

1 – INTRODUÇÃO        

2 - OBJETIVO        

3 - METODOLOGIA        5

4 - CRONOGRAMA        7

5 - ORÇAMENTO.....................................................................................................8

6 - CONCLUSÃO......................................................................................................9

7 - REFERÊCIAS BIBLIOGRÁFICAS        10

1 – INTRODUÇÃO

O Projeto Integrador (PI) tem como propósito alinhar os conteúdos do primeiro período das engenharias para o desenvolvimento de competências e habilidades necessárias à formação de um engenheiro.

Para o primeiro período das engenharias propõe-se o desenvolvimento de um protótipo de um foguete constituído por uma garrafa pet utilizando-se dos conceitos estudados das disciplinas de Matemática, Química e Desenho.

O PI é fundamentalmente uma ação do aluno e as seguintes etapas deverão ser realizadas como: definição do problema, definição da metodologia para a solução do problema, realização da metodologia proposta, realização de ensaios, análise dos resultados e as conclusões.

Segundo a terceira lei de Newton, quando dois corpos interagem aparece um par de forças como resultado dessa interação, ou seja, a ação que um corpo exerce sobre outro. Estas forças são comumente chamadas de par ação-reação. Este é o principal princípio utilizado no lançamento de foguetes.

O termo foguete aplica-se a um motor que impulsiona um veículo expelindo gases de combustão por queimadores situados em sua parte traseira. Difere de um motor a jato por transportar seu próprio oxidante, o que lhe permite operar na ausência de um suprimento de ar. Os motores de foguetes vêm sendo utilizados amplamente em voos espaciais, nos quais sua grande potência e capacidade de operar no vácuo são essenciais, mas também podem ser empregados para movimentar mísseis, aeroplanos e automóveis.

Nesta concepção, a construção de um foguete de garrafa PET tem como objetivo a demonstração de alguns conceitos físicos e químicos estudados principalmente na disciplina de Física como: Impulso, quantidade de movimento, leis de Newton, aceleração dos corpos, etc., e da Química, principalmente a parte referente a reações químicas.

Os resultados práticos (lançamento e vôo) são bastante interessantes, o que mostra na prática a teoria estudada.

2 – OBJETIVOS

GERAIS:

• Fazer com o que o foguete voe e que tenha um alcance maior possível usando os conhecimentos gerais de todos os conteúdos do 1º período de Engenharia.

ESPECÍFICOS:

• Elaborar modelos gráficos que representem os elementos básicos do projeto;
• Aplicar conceitos de reações químicas em um projeto de engenharia;
• Utilizar simuladores computacionais de lançamento de projéteis;
• Aplicar conceitos físicos durante o projeto do foguete;
• Determinar equações matemáticas para descrição da trajetória do foguete a partir de experimentos.

3 – METODOLOGIA

O projeto foi desenvolvido através da construção de protótipos, onde se evidenciou a possibilidade de lançamento de um foguete construído com garrafas PET de 500 ml ou 600 ml pela propulsão produzida pela reação química bicarbonato de sódio e vinagre.

Utilizou-se basicamente, garrafas PET, materiais e equipamentos de baixo custo, tais como madeira compensada, canos de PVC, manômetro, vinagre e bicarbonato de sódio.

As duas garrafas PET são os principais componentes do foguete, pois serão utilizadas para a construção da sua fuselagem, que é composta pela câmara de combustão (que chamaremos de câmara de compressão) e pelo nariz, região frontal do foguete.

Para a câmara de compressão utilizou-se uma garrafa inteira sem alterações. Esta é a parte do foguete em que estará contido o seu combustível. Para o nariz, utilizou-se apenas a parte de cima da garrafa, cônica. Essa peça tem a função de minimizar o atrito do ar durante o vôo do foguete, fornecendo ao mesmo um formato mais aerodinâmico.

Em seguida, é fixada a parte cônica no fundo da outra garrafa inteira com fita adesiva. É importante que se tenha um bom alinhamento entre estas partes para que não haja maiores complicações durante o vôo.

O próximo passo é a construção das aletas do foguete. Elas são fundamentais para sua estabilidade durante o voo. Recorta-se papelão no formato de trapézios, de modo que eles se encaixem na parte cônica da garrafa inteira. O formato das aletas é arbitrário, mas utilizou-se trapézios por conter somente retas e ser mais fácil de manipular durante o corte.

Assim, o “foguete” está pronto.

A utilização destes materiais se deve ao fato da concepção de que se pode mostrar o princípio de funcionamento de equipamentos e máquinas sofisticadas como um foguete, utilizando materiais de baixo custo.

Para encontrar o melhor ângulo em que a plataforma deveria estar para que o foguete alcance a maior distância, vários testes foram realizados no simulador de lançamento de projéteis com ângulos de lançamento diferentes. Para este trabalho, utilizou-se os ângulos de 30, 45, 60, 75, 80 e 90 graus, sendo que com o ângulo de 45 graus o foguete chegou a um alcance de 34,2 metros.