Prova Final Física I EaD

Prova Final Física I EaD

Descreva, de maneira sucinta, projetos com aplicação em qualquer área da engenharia que envolva os seguintes temas:

1. Momento angular;

        Aplicando a teoria da mecânica clássica de controle no projeto de um sistema de controle de atitude de satélites. O projeto apresenta um sistema de controle de atitude contendo um volante de inércia suspenso por dois eixos cardan (gimbals), para um satélite estabilizado em três eixos numa órbita geoestacionária. A utilização de um volante de inércia com dois eixos cardan é uma opção bastante interessante porque, com apenas um dispositivo, é possível controlar o torque em torno dos três eixos do veículo, através do controle de velocidade da roda e do fenômeno do girotorqueamento com dois graus de liberdade. Se o tamanho da roda e a velocidade são determinados adequadamente é possível cancelar torques cíclicos sem empregar jatos de gás, usando-os apenas para ajustes periódicos do momento angular devido aos torques de perturbação secular. Nesse sistema, baseado em um volante de inércia, é necessário apenas um sensor de arfagem/rolamento (sensor de Terra) para a manutenção precisa da atitude. O objetivo agora é obter as três equações linearizadas para os movimentos de rolamento, arfagem e guinada, em torno das condições nominais e realizar o controle nos três eixos.

1.  Torque;

        No projeto de um motor para um veículo pretende-se extrair tanto potência quanto o torque. O torne no veículo proporciona melhor rendimento e menor consumo de combustível. Para compreender o funcionamento completo do veículo, é necessário a compreensão não apenas dos valores que o motor fornece a ele, mas também das características externas (forças) que o protótipo requer, ou seja, avaliar se a rotação, o torque e a potência gerados pelo motor são suficientes para vencer as cargas externas oferecidas pela pista na roda, onde neste projeto compreende o conjunto aro e pneu. Para calcular a resistência total, é necessário considerar quatro fatores:

• Resistência da roda: FR;
• Resistência aerodinâmica: FL;
• Resistência ao gradiente ou força em declive: FSt;
• Resistência à aceleração: Fa.

1. Rolamento;

O sistema de freio ABS impede que as rodas travem durante uma frenagem permitindo uma frenagem suave. Para não deslizar, os movimentos de translação e rotação devem acontecer simultaneamente. Para que isso aconteça o sistema ABS possui sensores nas rodas em que permitem detectar a ausência do atrito assim evitando travamento das rodas.

1. Trabalho e Energia. 

Uma prática bastante comum é o uso do calor para a geração de energia. Ele aquece a água transformando-a em vapor que é utilizado para movimentar turbinas. Esse é o princípio das usinas termoelétricas, ou termelétricas, que são as instalações industriais que geram energia elétrica a partir da queima de combustíveis como carvão, gás natural, biomassa. Esse processo teve sua origem com a Primeira Revolução Industrial: no final do século XVIII a ciência descobriu a utilidade do carvão como fonte de energia gerando uma reviravolta nos transportes e no setor produtivo da época com a criação da máquina a vapor e da locomotiva.