OS CARRINHOS DE BATE-BATE

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SISTEMA DE ENSINO PRESENCIAL CONECTADO
 ENGENHARIA 1º SEMESTRE
nome do(s) autor(es) em ordem alfabética
os carrinhos de bate-bate
Barcarena - PA
2021
nome do(s) autor(es) em ordem alfabética
os carinhos de bate-bate
Trabalho apresentado à Universidade do Norte do Paraná - UNOPAR, ao Curso de Engenharia como requisito parcial para a obtenção de média nas disciplinas de Física Geral e Experimental: Mecânica, Algoritmos e Lógica de Programação. Cálculo Diferencial e Integral; Química e Ciência dos Materiais.
Professores: Keila Tatiana Boni; Giancarlo Michelino Gaeta Lopes; Daiany Cristiny Ramos; Katielly Tavares Dos Santos.
Barcarena - PA
2021
SUMÁRIO
1	INTRODUÇÃO	3
2	DESENVOLVIMENTO	5
2.1	O ESTUDO DAS COLISÕES	5
2.2	ANÁLISE DA TRAJETÓRIA DE DOIS CARRINHOS QUE NÃO SE COLIDEM	9
2.3	ANÁLISE DOS MATERIAIS UTILIZADOS NA FABRICAÇÃO DOS CARRINHOS DE BATE-BATE	11
2.4	CONSTRUINDO UM ALGORITMO DE COBRANÇA DOS INGRESSOS	13
3	CONCLUSÃO	18
REFERÊNCIAS	19
INTRODUÇÃO
A proposta de Produção Textual Interdisciplinar em Grupo (PTG) tem como temática “Os carrinhos de bate-bate” Com essa temática foi possível desenvolver a aprendizagem interdisciplinar de conteúdos contemplados nas disciplinas desse semestre.
Neste trabalho foi desenvolvida a atitude de investigação e prática, sistematizando julgamentos baseados em critérios e padrões qualitativos e quantitativos relacionados a uma situação geradora de aprendizagem (SGA), embasados em conhecimentos construídos em cada disciplina.
A situação geradora de aprendizagem consiste na realidade de uma empresa com sede no Brasil que está oferecendo oportunidades de estágio em sua matriz, localizada nos Estados Unidos e, entre as áreas de atuação, destaca-se a produção de equipamentos para parques de diversões. Para se candidatar as vagas de estágio é necessário realizar um processo seletivo, que tem como primeira etapa uma tarefa em grupo que contempla a apresentação de um relatório contendo um estudo envolvendo os aspectos relacionados a um dos equipamentos do parque de diversões escolhido pelo candidato. 
Nesse sentido, nos foi proposto formar um grupo, que também tem interesse na vaga, para apresentar um estudo aprofundado sobre o equipamento escolhido: os carrinhos de bate-bate. 
Até o momento, já temos uma visão geral do funcionamento dos carrinhos. Sabemos que os carrinhos de bate-bate são movidos por meio de um motor elétrico e dotados de borrachas ao seu redor para absorver o impacto das colisões. Sabemos ainda que nos modelos mais comuns, a corrente elétrica para alimentar o carrinho chega por meio da haste metálica localizada em sua parte traseira, passa pelo motor, que gera o movimento, e segue de volta a fonte por meio de contatos que ficam embaixo do carro. Desta forma, são formados dois polos elétricos condutores, um na malha metálica presente no teto da pista que entra em contato com a haste do carrinho e o outro no piso que também é feito de material metálico.
Tendo o conhecimento básico sobre a operação dos carrinhos de bate-bate, nos aprofundamos no estudo do movimento dos carros durante a sua operação e em uma metodologia de cobrança dos ingressos. 
Segundo as diretrizes do processo seletivo, é preciso que o relatório contenha alguns dos aspectos relacionados ao estudo de uma colisão entre dois carrinhos, a trajetória de dois carrinhos, os tipos de materiais utilizados na fabricação do carrinho e uma metodologia de cobrança dos ingressos.
DESENVOLVIMENTO
Diante do contexto apresentado, desenvolvemos as tarefas que seguem a fim de elaborar um relatório final para que seja submetido ao processo de avaliação dessas vagas de estágio.
o estudo das colisões
Um dos estudos consiste na avaliação de uma colisão de dois carrinhos de bate-bate. Considere que os carrinhos têm massas iguais a 𝑚1 = 250 𝑘𝑔 e 𝑚2 = 300 𝑘𝑔 , com velocidade inicial de 𝑣1 = 4𝑖̂𝑘𝑚/ℎ e 𝑣2 = 3𝑗̂ 𝑘𝑚/ℎ, respectivamente. A colisão ocorre no ponto A, representado na figura, e os carrinhos permanecem unidos após a colisão. Deste modo, analisamos a direção e o módulo da velocidade após a colisão, para tanto, consideramos os carrinhos como sendo partículas.
Figura 1
Fonte: PTG
Para obtermos o módulo da velocidade, inicialmente é necessário converter as velocidades para m/s...
Cada carro se move com direção e sentido diferentes. Assim, iremos utilizar o princípio de independência dos movimentos.
Movimento pelo eixo x ANTES da colisão...
Movimento pelo eixo y ANTES da colisão...
Pela lei da conservação do momento linear, temos...
Visto que a colisão é inelástica, pois os carrinhos ficam engavetados após a colisão e se deslocam em conjunto, com certa velocidade, temos que...
Da mesma forma...
Temos que o módulo da velocidade dos carros logo após a colisão é...
A direção do vetor velocidade é...
Concluímos que, logo após a colisão, os carros m1 e m2 se movem juntos, com a mesma velocidade de módulo igual a 0,6744 m/s em direção oblíqua, formando 42° com relação ao semieixo positivo da horizontal.
análise da trajetória de dois carrinhos que não se colidem
Analisamos também uma outra trajetória dos carrinhos, de tal forma que não haja colisão entre eles. Sabemos que as trajetórias desses carrinhos, ao longo do espaço destinado a pista, se interceptam em um ponto A. Consideramos que um dos carrinhos passa por A em um determinado momento, dirigindo-se para o leste da pista à 3 𝑘𝑚/ℎ. No mesmo instante, o outro carrinho está 0,004 km ao norte de A e se dirige para o sul da pista a 4 𝑘𝑚/ℎ. Assim determinamos em que instante os dois carrinhos estarão próximos um do outro, e qual a distância mínima entre eles, não havendo assim uma colisão. A figura 2 ilustra a trajetória dos carrinhos.
Figura 2
Fonte: PTG
Através da Figura podemos observar a distância d entre os carros como a hipotenusa de um triangulo retângulo.
Para encontrar o valor de t consideramos que as duas distâncias são iguais, sendo assim .
Convertendo de horas para segundos temos...
 
Após descobrir o valor de t é possível determinar o valor de d (distância entre os carros de bate-bate), mas antes determinamos o valor do angulo .
Convertendo de km para m, temos...
Com isso, conclui-se que para que não ocorra uma colisão entre os carrinhos de bate-bate a distância mínima entre eles deve ser 2,41, ou seja 
Análise dos materiais utilizados na fabricação dos carrinhos de bate-bate
Os carrinhos de bate-bate, como são comumente conhecidos, são um tipo de brinquedo de parque de diversão consistindo por vários carros em movimento constante com a possibilidade de choque de uns com os outros para a diversão, guiados pelos participantes e alimentados através de energia elétrica. Os carros que constituem esses brinquedos são protegidos por uma borracha grossa e produzem uma colisão elástica ao se chocarem, simulando uma batida real de carro. Como curiosidade, o inventor do carrinho de bate-bate convencional foi Victor Levand, que trabalhou para a G.E (General Electric). 
O carrinho Bate-Bate é inteiramente feito de fibra de vidro ou materiais semelhantes, pode acomodar duas pessoas e é instalado e circundado por uma plataforma protetora com gaxetas de borracha para proteger e amortecer choques.
Os carros existentes têm uma mala traseira que armazena os sistemas de energia e transmissão para mover o carro. O sistema de energia é baseado no uso de bateria ou baterias, que ficam localizadas no interior do porta-malas, onde também existe um sistema de transmissão de energia da bateria para as rodas e volante.
As rodas, como nos veículos tradicionais, são colocadas sob os para-lamas, cuja parte inferior permanece visível, caso em que as rodas ficam totalmente cobertas pelos para-lamas e por uma plataforma de proteção equipada com anéis de borracha.
Vale ressaltar também que o trem de força está conectado ao volante, servindo também ao usuário para manobraro carro dentro do quadrilátero. Outra característica importante a ser observada é que o uso de baterias reduz o consumo de energia elétrica desses parques de diversão
A “borracha” utilizada externamente nos carros pertence à classe dos materiais elastoméricos, que são materiais altamente flexíveis, ou seja, podem sofrer grande deformação sem quebrar e voltar à forma original após o afrouxamento. Para entender de onde vem essa propriedade, precisamos conhecer a estrutura microscópica do material.
A primeira coisa a saber é que os elastômeros são um tipo de polímero e são do mesmo material que os plásticos. Um polímero é uma longa cadeia da mesma molécula, que é conectada inúmeras vezes a outras moléculas do mesmo tipo para formar uma molécula muito grande. De uma perspectiva macro, uma única molécula de polímero é como um cordão de fios. A diferença entre os elastômeros e outros tipos de polímeros está no processo pelo qual suas moléculas obtêm elasticidade. As cadeias moleculares do elastômero são conectadas, ou seja, é como se um pequeno fio de náilon fosse conectado ao fio. 
Uma vez que a principal característica dos elastômeros é resistir à deformação pelo menos duas vezes seu tamanho original, eles têm uma ampla gama de aplicações para vários produtos que precisam resistir à força sem quebrar. O exemplo mais comum são pneus de automóveis. Pneus são produtos feitos de borracha vulcanizada, usados ​​para suportar o peso dos carros. Os pneus do carro permitem que ele se desloque sem deformar as rodas devido ao peso.
Construindo um algoritmo de cobrança dos ingressos
Os carrinhos de bate-bate disponíveis como brinquedos em parque de diversões normalmente são totalmente eletromecânicos, não precisando de um algoritmo e sistema digital de processamento para o seu funcionamento. Contudo, quando pensamos em um sistema de cobrança automática para os ingressos já se percebe a necessidade de um programa para o seu funcionamento. Assim, desenvolvemos um algoritmo em C para ser aplicado no sistema de cobrança automática dos ingressos. 
Dessa forma, segue o passo a passo da criação de um algoritmo para venda de ingressos.
Figura 3 - Comandos -Tela boas-vindas
Fonte: Autoria Própria
Figura 4 - Comandos - Compra de ingressos
Fonte: Autoria própria
Figura 5 - Comandos - Forma de pagamento
Fonte: Autoria própria
Figura 6 - Comandos - Confirmação dos dados
Fonte: Autoria própria
Figura 7 - Comandos - Dados de pagamento do cartão
Fonte: Autoria própria
 
Figura 8 - Comandos - Dados de pagamento
Fonte: Autoria própria
Figura 9 - Tela 1
Fonte: Autoria própria
Figura 10 - Tela 2
Fonte: Autoria própria
Figura 11 - Tela 3
Fonte: Autoria própria
Figura 12 - Tela 4
Fonte: Autoria própria
Figura 13 - Tela 5
Fonte: Autoria própria
Figura 14 - tela 6
Fonte: Autoria própria
CONCLUSÃO
Resumindo, as 4 tarefas propostas foram desenvolvidas com sucesso, na primeira tarefa foi obtida a direção e a direção da velocidade dos carros de choque após uma colisão. Na segunda tarefa, o momento (t) em que ambas as carruagens estão próximas e a distância mínima (d) entre as carruagens foi determinado para evitar uma colisão. Na terceira tarefa, foi realizada a análise dos materiais utilizados na produção dos carrinhos de choque. A quarta tarefa apresenta um programa de arrecadação de ingressos para jogos em carrinhos de choque.
Com a criação deste trabalho, parte significativa do conteúdo desenvolvido nas disciplinas de Física Geral e Experimental foi aprimorado e colocado em prática: Mecânica, Algoritmos e Lógica de Programação, Cálculo Diferencial e Integral e Química e Engenharia de Materiais foram trabalhadas. Afirma-se que para todo o grupo a trajetória de desenvolvimento deste trabalho foi de fundamental importância para o desenvolvimento intelectual e profissional.
Assim, os objetivos de aprendizagem propostos para a elaboração desta tese foram alcançados. Desenvolver o estudo independente e sistemático e a auto educação. Oferecer uma variedade de ambientes de aprendizagem. Promover a aplicação de teoria e conceitos na resolução de problemas práticos relacionados com a profissão. Direcionar o aluno para a busca do raciocínio crítico e da emancipação intelectual.
REFERÊNCIAS
CHARIF, Anuar. Disposição técnica introduzida em carrinho bate-bate. 2008. Disponível em: < https://www.escavador.com/patentes/328964/disposicao-tecnica-introduzida-em-carrinho-bate-bate >. Acesso em: 13 out. 2021.
JUNIOR, Materiais. Tudo sobre borracha: o que são elastômeros. 2021. Disponível em: < https://materiaisjr.com.br/tudo-sobre-borracha-o-que-sao-elastomeros/ >. Acesso em: 14 out. 2021.
OLIVEIRA, Paula. Física geral e experimental: mecânica. Londrina - PR: Educacional, 2016.