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CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Campus Buritis ATIVIDADE: Trabalho Prático 1 GRUPO: PROFESSOR: LUIZ BRANT PERÍODO: 9o TURNO: NOITE DISCIPLINA: TEORIA DAS VIBRAÇÕES DATA: 14/04/2020 VALOR: 10 Pts NOME: Luziane Aparecida Apolinário Silva RA: 11615420 NOME: Magnum Caetano Soares da Silva RA: 11611953 NOME: Matheus Pires Dias RA: 11313129 NOME: Michael Patrick de Oliveira RA: 11612794 PARTE 1 (4 pontos) Acesse o link: https://phet.colorado.edu/sims/html/pendulum-lab/latest/pendulum-lab_pt_BR.html Escolha a opção “Intro”. Na simulação que se abre, marque a opção cronômetro que aparece no canto inferior esquerdo. No canto superior direito, escolha os valores de comprimento 1 (L1) e massa 1 (m1) de acordo com seu grupo (Certifique-se que a gravidade está marcando “Terra” e o Atrito Zero): Grupo RA Nome L1 (m) m1 (Kg) Grupo RA Nome L1 (m) m1 (Kg) Grupo 1 10910151 Alan Estevam Baxter de Souza Santos 0,40 0,20 Grupo 8 11515372 Jonata do Carmo Dias 1,00 0,30 11420329 Alan Henrique de Souza 11613409 Luis Gustavo de Aquino Cruzeiro 11513688 Aline da Silva Alves Ferreira 11311225 Luiz Augusto Fonseca Rodrigues 11612807 Alvino Alberto Junior 11614257 Luiz Guilherme dos Reis Grupo 2 11520136 Breno Gurgel Bretas 0,60 0,30 Grupo 9 11615420 Luziane Aparecida Apolinário Silva 0,40 0,40 11410097 Bruno Carmo Mendes 11611953 Magnum Caetano Soares da Silva 11120536 Caroline Arruda dos Santos 11313129 Matheus Pires Dias 11612930 Daniel de Castro Pacheco 11612794 Michael Patrick de Oliveira Grupo 3 11311101 Davino Leão de Souza Neto 0,80 0,40 Grupo 10 11711541 Paulo Henrique dos Santos 0,60 0,50 11510621 Denis Emilio Ferreira 11515263 Pedro Henrique Correa de Freitas 11612945 Devanir da Silva Pereira 10921442 Rafael de Souza Gomes 11613024 Eduardo Lopes dos Santos 12103845 Rafael Gonçalves de Paula Grupo 4 11110129 Felipe Freitas Nascimento 1,00 0,50 Grupo 11 11513680 Rangel Ferreira do Nascimento 0,80 0,60 11515020 Felipe Zatti Costa 11610147 Raphael Laytuner Damazio Mine 11010742 Fernando Thadeu Goncalves 11320833 Renan Dias de Carvalho 11513495 Gabriel Pinheiro Guimarães 11413099 Robert Henriques de Oliveira Souza Grupo 5 11613723 Gabriel Vieira Blaso 0,40 0,60 Grupo 12 11513749 Rodrigo Andrade Barbosa Bard 1,00 0,70 11420238 Geordano Bruno Carvalho 11421318 Rodrigo Morais de Oliveira 11521723 Gracileyde Soares Henrique 11320658 Thales Márcio Inácio do Carmo 11612950 Guilherme Ferreira Ribeiro 11620399 Thayná Souto Queiroz Grupo 6 11612957 Gustavo Martins Almeida 0,60 0,70 Grupo 13 11122241 VICTOR GONCALVES SOUZA 0,40 0,30 11613420 Gustavo Martins de Paula 11613160 Vinicius Reis Pereira de Oliveira 11612942 Hugo Andreone Silva 11610094 Vinicius Souza Castro 11614052 Hugo Henrique Gonçalves Sarmento 11310179 William Carlos de Oliveira Grupo 7 11513475 Icaro Francisco de Paula Oliveira 0,80 0,20 11514931 Jefferson Martins de Senna 11312018 João Vinicius Pires Lopes 11320647 Jonas Ribeiro de Araujo Experimento. L [m] m [kg] T [s] Medições Média f [Hz] (medido) T [s] (calc.) f [Hz] (calc.) T [s] f [Hz] a 0,40 0,40 20 1,22 1,27 0,787 1,25 0,796 0,02 0,009 1,29 1,30 b 0,40 0,8 20 1,25 1,276 0,78 1,25 0,796 0,026 0,016 1,28 1,30 c 0,40 0,4 30 1,27 1,2767 0,78 1,25 0,796 0,0267 0,016 1,28 1,28 40 1,31 1,3 0,769 1,25 0,796 0,05 0,027 1,30 1,29 d 0,2 0,4 20 0,9 0,88 1,136 0,889 1,125 0,86 0,009 0,01 0,88 e 0,4 0,4 20 3,11 3,11 0,32 3,15 3,12 0,32 0,02 0,003 3,07 Preencha a tabela acima, fazendo as experiências (de ‘a’ até ‘e’ a seguir) com o pêndulo da simulação: a) A massa m1 é levada até uma determinada altura, correspondente a um ângulo = 20º e então abandonada. Anote na tabela o período T, em segundos, e a frequência f, em Hertz, do pêndulo. Lembre-se de realizar pelo menos 3 (três) medições e considerar o resultado da média. b) Na sequência, dobre o valor da massa inicial (m2 = 2.m1). Essa nova massa m2 é levada até uma determinada altura, correspondente ao mesmo ângulo = 20º. Anote na tabela o valor do período T, em segundos, e da frequência f, em Hertz, do pêndulo. Houve mudança significativa nos valores? Com suas palavras, explique o porquê. Para ajudá-los, assista ao vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=qSeW0f51QzY Resposta: Não houve mudanças significativas nos valores, pois a aceleração gravitacional independe da massa assim como o período e a frequência, a massa influencia na velocidade em que o objeto completa um período, assim como o ângulo, mas o tempo que é completo um período, será sempre o mesmo. c) Repita a experiência para o comprimento L1, com a massa inicial m1, porém para ângulos de = 30º e = 40º, anotando os resultados na tabela. Houve mudança significativa nos valores? Com suas palavras, explique o porquê. Resposta: Não houve mudanças significativas nos valores, assim, conclui-se que o ângulo não interfere no periodo e nem na frequência, o ângulo interfere diretamente, na velocidade, quanto maior o ângulo maior também será a velocidade que o objeto completará um periodo, mas o tempo para que o mesmo seja completo não será alterado. d) Reduz-se o comprimento L1 pela metade ( L2 = L1 /2) e abandona-se novamente a massa inicial m1 a partir da altura correspondente ao ângulo = 20º. Anote na tabela o período T, em segundos, e a frequência f, em Hertz, do pêndulo. e) Repita a experiência retornando para o comprimento L1, com a massa inicial m1, porém para a gravidade da Lua, levando a massa até uma determinada altura, correspondente a um ângulo = 20º. Anote na tabela o período T, em segundos, e a frequência f, em Hertz, do pêndulo. f) A partir das experiências feitas em a), b), c), d) e e), pode-se concluir que o período T e a frequência f de oscilação de um pêndulo simples depende de qual(is) variável(is)? Resposta: Comprimento (l) e da força gravitacional (g) g) A partir do diagrama de corpo livre ao lado, determine a equação simplificada para o cálculo do período de oscilação T de um pêndulo simples. Mantenha a memória de cálculo detalhada. Resposta: h) Utilizando a equação simplificada encontrada na letra g), calcule os valores dos períodos T, e frequências f, assumindo os parâmetros utilizados nos experimentos em a), b), c), d) e e) respectivamente. Calcule e anote as variações entre os valores medidos e calculados. Explique, com suas palavras, o motivo que levou à diferença entre os valores medidos e os calculados. Resposta: As variações de T e f apresentaram diferenças praticamente irrisórias, a maior foi de 2,58% na questão (c). As variações ocorram devido a diferença de precisão na medição dos tempos, porém elas apresentam um índice de confiabilidade condizente com os resultados calculados. i) Determine a gravidade do Planeta X. Mantenha a memória de cálculo detalhada. Resposta: PARTE 2 (2 pontos) Acesse o link: https://phet.colorado.edu/sims/html/hookes-law/latest/hooke s-law_pt_BR.html Escolha a opção “Sistemas”. Certifique-se que a associação mostrada é em paralelo. Logo abaixo a associação de molas, aplique uma força de 100N ao sistema. a) Para se obter a deformação total indicada na tabela a seguir, dada a rigidez da mola superior Ksup (conforme cada grupo), defina: i)a rigidez equivalente da mola inferior Kinf (N/m): ii) a componente da força de restauração na mola superior Fsup (N): iii) a componente da força de restauração na mola inferior Finf (N): Mantenha a memória de cálculo. Grupo RA Nome Ksup (N/m) Def. (m) Grupo RA Nome Ksup (N/m) Def. (m) Grupo 1 10910151 Alan Estevam Baxter de Souza Santos 200 0,200 Grupo 8 11515372 Jonata do Carmo Dias 400 0,111 11420329 Alan Henrique de Souza 11613409 Luis Gustavo de Aquino Cruzeiro 11513688 Aline da Silva Alves Ferreira 11311225 Luiz Augusto Fonseca Rodrigues 11612807 Alvino Alberto Junior 11614257 Luiz Guilherme dos Reis Grupo 2 11520136 Breno Gurgel Bretas 200 0,167 Grupo 9 11615420 Luziane Aparecida Apolinário Silva 400 0,100 11410097 Bruno Carmo Mendes 11611953 Magnum Caetano Soares da Silva 11120536 Caroline Arruda dos Santos 11313129 Matheus Pires Dias 11612930 Daniel de Castro Pacheco 11612794 Michael Patrick de Oliveira Grupo 3 11311101 Davino Leão de Souza Neto 200 0,143 Grupo 10 11711541 Paulo Henrique dos Santos 500 0,091 11510621 Denis Emilio Ferreira 11515263 Pedro Henrique Correa de Freitas 11612945 Devanir da Silva Pereira 10921442 Rafael de Souza Gomes 11613024 Eduardo Lopes dos Santos 12103845 Rafael Gonçalves de Paula Grupo 4 11110129 Felipe Freitas Nascimento 200 0,125 Grupo 11 11513680 Rangel Ferreira do Nascimento 200 0,182 11515020 Felipe Zatti Costa 11610147 Raphael Laytuner Damazio Mine 11010742 Fernando Thadeu Goncalves 11320833 Renan Dias de Carvalho 11513495 Gabriel Pinheiro Guimarães 11413099 Robert Henriques de Oliveira Souza Grupo 5 11613723 Gabriel Vieira Blaso 300 0,143 Grupo 12 11513749 Rodrigo Andrade Barbosa Bard 200 0,154 11420238 Geordano Bruno Carvalho 11421318 Rodrigo Morais de Oliveira 11521723 Gracileyde Soares Henrique 11320658 Thales Márcio Inácio do Carmo 11612950 Guilherme Ferreira Ribeiro 11620399 Thayná Souto Queiroz Grupo 6 11612957 Gustavo Martins Almeida 300 0,125 Grupo 13 11122241 VICTOR GONCALVES SOUZA 200 0,133 11613420 Gustavo Martins de Paula 11613160 Vinicius Reis Pereira de Oliveira 11612942 Hugo Andreone Silva 11610094 Vinicius Souza Castro 11614052 Hugo Henrique Gonçalves Sarmento 11310179 William Carlos de Oliveira Grupo 7 11513475 Icaro Francisco de Paula Oliveira 300 0,111 11514931 Jefferson Martins de Senna 11312018 João Vinicius Pires Lopes 11320647 Jonas Ribeiro de Araujo Respostas: b) Mude a associação para uma associação em série . Mantenha a força de 100N aplicada ao sistema. Para se obter a deformação total indicada na tabela a seguir, dada a rigidez da mola esquerda Kesq (conforme cada grupo), defina: i) a rigidez equivalente da mola direita Kdir (N/m): ii) a componente da força de restauração na mola esquerda Fesq (N): iii) a componente da força de restauração na mola direita Fdir (N): Mantenha a memória de cálculo. Grupo RA Nome Kesq (N/m) Def. (m) Grupo RA Nome Kesq (N/m) Def. (m) Grupo 1 10910151 Alan Estevam Baxter de Souza Santos 200 0,833 Grupo 8 11515372 Jonata do Carmo Dias 400 0,450 11420329 Alan Henrique de Souza 11613409 Luis Gustavo de Aquino Cruzeiro 11513688 Aline da Silva Alves Ferreira 11311225 Luiz Augusto Fonseca Rodrigues 11612807 Alvino Alberto Junior 11614257 Luiz Guilherme dos Reis Grupo 2 11520136 Breno Gurgel Bretas 200 0,750 Grupo 9 11615420 Luziane Aparecida Apolinário Silva 400 0,417 11410097 Bruno Carmo Mendes 11611953 Magnum Caetano Soares da Silva 11120536 Caroline Arruda dos Santos 11313129 Matheus Pires Dias 11612930 Daniel de Castro Pacheco 11612794 Michael Patrick de Oliveira Grupo 3 11311101 Davino Leão de Souza Neto 200 0,700 Grupo 10 11711541 Paulo Henrique dos Santos 500 0,367 11510621 Denis Emilio Ferreira 11515263 Pedro Henrique Correa de Freitas 11612945 Devanir da Silva Pereira 10921442 Rafael de Souza Gomes 11613024 Eduardo Lopes dos Santos 12103845 Rafael Gonçalves de Paula Grupo 4 11110129 Felipe Freitas Nascimento 200 0,667 Grupo 11 11513680 Rangel Ferreira do Nascimento 200 0,786 11515020 Felipe Zatti Costa 11610147 Raphael Laytuner Damazio Mine 11010742 Fernando Thadeu Goncalves 11320833 Renan Dias de Carvalho 11513495 Gabriel Pinheiro Guimarães 11413099 Robert Henriques de Oliveira Souza Grupo 5 11613723 Gabriel Vieira Blaso 300 0,583 Grupo 12 11513749 Rodrigo Andrade Barbosa Bard 200 0,722 11420238 Geordano Bruno Carvalho 11421318 Rodrigo Morais de Oliveira 11521723 Gracileyde Soares Henrique 11320658 Thales Márcio Inácio do Carmo 11612950 Guilherme Ferreira Ribeiro 11620399 Thayná Souto Queiroz Grupo 6 11612957 Gustavo Martins Almeida 300 0,533 Grupo 13 11122241 VICTOR GONCALVES SOUZA 200 0,682 11613420 Gustavo Martins de Paula 11613160 Vinicius Reis Pereira de Oliveira 11612942 Hugo Andreone Silva 11610094 Vinicius Souza Castro 11614052 Hugo Henrique Gonçalves Sarmento 11310179 William Carlos de Oliveira Grupo 7 11513475 Icaro Francisco de Paula Oliveira 300 0,500 11514931 Jefferson Martins de Senna 11312018 João Vinicius Pires Lopes 11320647 Jonas Ribeiro de Araujo Respostas: Força é igual em ii) Fesquerda e iii) Fdireita: 100N. PARTE 3 (4 pontos) Segundo a ABNT (NBR 6022, 2003), o artigo científico pode ser definido como a “publicação com autoria declarada, que apresenta e discute ideias, métodos, técnicas, processos e resultados nas diversas áreas do conhecimento”. Duarte (2018) afirma que o artigo científico “caracteriza-se por um texto científico cuja função é relatar os resultados, sendo esses calcados de originalidade, provenientes de uma dada pesquisa. Dessa maneira, ele, materializado sob a forma de um relato acerca dos resultados originais de um estudo realizado, torna-se publicamente conhecido por meio de revistas científicas, as quais possuem uma seção destinada a esse fim”. Assim assevera Santos (2007), “são geralmente utilizados como publicações em revistas especializadas, a fim de divulgar conhecimentos, de comunicar resultados ou novidades a respeito de um assunto, ou ainda de contestar, refutar ou apresentar outras soluções de uma situação convertida”. O artigo científico apresenta-se de forma mais simplificada e sucinta que a monografia (entre 8 e 20 páginas normalmente), sendo submetido a exame por outros cientistas, que verificam as informações, os métodos e a precisão lógico-metodológica das conclusões ou resultados obtidos. Leia o artigo científico escolhido para o seu grupo e responda as questões a seguir: Grupo RA Nome Link do Artigo Grupo 1 10910151 Alan Estevam Baxter de Souza Santos https://www.researchgate.net/profile/Iran_Silva/publication/262688382_Mechanical_vibrations_A_stressor_in_the_transport_of_chicken/links/0deec5387967c4d589000000/Mechanical-vibrations-A-stressor-in-the-transport-of-chicken.pdf 11420329 Alan Henrique de Souza 11513688 Aline da Silva Alves Ferreira 11612807 Alvino Alberto Junior Grupo 2 11520136 Breno Gurgel Bretas http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S1415-43662010000400012&script=sci_arttext 11410097 Bruno Carmo Mendes 11120536 Caroline Arruda dos Santos 11612930Daniel de Castro Pacheco Grupo 3 11311101 Davino Leão de Souza Neto http://www.abenge.org.br/cobenge/arquivos/8/sessoestec/art1837.pdf 11510621 Denis Emilio Ferreira 11612945 Devanir da Silva Pereira 11613024 Eduardo Lopes dos Santos Grupo 4 11110129 Felipe Freitas Nascimento http://www2.ifrn.edu.br/ojs/index.php/HOLOS/article/view/590/442 11515020 Felipe Zatti Costa 11010742 Fernando Thadeu Goncalves 11513495 Gabriel Pinheiro Guimarães Grupo 5 11613723 Gabriel Vieira Blaso http://ftp.sea-acustica.es/fileadmin/publicaciones/Guimaraes04_ID28.pdf 11420238 Geordano Bruno Carvalho 11521723 Gracileyde Soares Henrique 11612950 Guilherme Ferreira Ribeiro Grupo 6 11612957 Gustavo Martins Almeida http://www.uel.br/revistas/uel/index.php/semexatas/article/view/2970/2516 11613420 Gustavo Martins de Paula 11612942 Hugo Andreone Silva 11614052 Hugo Henrique Gonçalves Sarmento Grupo 7 11513475 Icaro Francisco de Paula Oliveira http://coral.ufsm.br/sepoc/sepoc2018/arquivos/papers/93585--field_submission_abstract_file2.pdf 11514931 Jefferson Martins de Senna 11312018 João Vinicius Pires Lopes 11320647 Jonas Ribeiro de Araujo Grupo 8 11515372 Jonata do Carmo Dias https://simpep.feb.unesp.br/anais/anais_13/artigos/314.pdf 11613409 Luis Gustavo de Aquino Cruzeiro 11311225 Luiz Augusto Fonseca Rodrigues 11614257 Luiz Guilherme dos Reis Grupo 9 11615420 Luziane Aparecida Apolinário Silva https://www.researchgate.net/profile/Samir_Da_Silva/publication/295010751_ANALISE_QUALITATIVA_DO_PADRAO_DE_VIBRACOES_MECANICAS_UTILIZANDO_INTERFEROMETRIA_ARDUINO_E_MATLAB/links/56c64dcb08ae0d3b1b603dc2/ANALISE-QUALITATIVA-DO-PADRAO-DE-VIBRACOES-MECANICAS-UTILIZANDO-INTERFEROMETRIA-ARDUINO-E-MATLAB.pdf 11611953 Magnum Caetano Soares da Silva 11313129 Matheus Pires Dias 11612794 Michael Patrick de Oliveira Grupo 10 11711541 Paulo Henrique dos Santos http://www.abenge.org.br/cobenge/arquivos/16/artigos/NMT147.pdf 11515263 Pedro Henrique Correa de Freitas 10921442 Rafael de Souza Gomes 12103845 Rafael Gonçalves de Paula Grupo 11 11513680 Rangel Ferreira do Nascimento https://cietenped.ufscar.br/submissao/index.php/2018/article/view/127/524 11610147 Raphael Laytuner Damazio Mine 11320833 Renan Dias de Carvalho 11413099 Robert Henriques de Oliveira Souza Grupo 12 11513749 RODRIGO ANDRADE BARBOSA BARD https://www.researchgate.net/profile/Joao_Marcelo_Carvalho/publication/337496172_DESENVOLVIMENTO_DE_UMA_INTERFACE_DE_BAIXO_CUSTO_PARA_UMA_BANCADA_DIDATICA_DE_ANALISE_DE_VIBRACOES_MECANICAS/links/5ddc0153a6fdccdb4465460c/DESENVOLVIMENTO-DE-UMA-INTERFACE-DE-BAIXO-CUSTO-PARA-UMA-BANCADA-DIDATICA-DE-ANALISE-DE-VIBRACOES-MECANICAS.pdf 11421318 Rodrigo Morais de Oliveira 11320658 Thales Márcio Inácio do Carmo 11620399 Thayná Souto Queiroz Grupo 13 11122241 Victor Goncalves Souza https://periodicos.ufv.br/reveng/article/view/618/411 11613160 Vinicius Reis Pereira de Oliveira 11610094 Vinicius Souza Castro 11310179 William Carlos de Oliveira a) Título do Artigo: Resposta: Análise qualitativa do padrão de vibrações mecânicas utilizando Interferometria, Arduino e Matlab. b) Qual a relação do assunto abordado no artigo com os conceitos que são estudados na disciplina de Teoria de Vibrações? Resposta: O artigo trata sobre o interferômetro de Michelson que tem por objetivo dividir um feixe de luz em duas partes e depois recombiná-las as partes para formar um padrão de interferência. O dispositivo pode ser usado para medir comprimentos de onda ou outros comprimentos com grande precisão. Tal dispositivo foi explorado com a finalidade de captar a variação de luminosidade e gerar um gráfico para uma análise qualitativa das vibrações mecânicas em determinado ambiente. Após comprovada a eficácia do interferômetro, pode-se presumir então que os gráficos “Tensão vs. Tempo” representam bem, qualitativamente, o padrão das vibrações mecânicas. São exatamente esses pontos que serão trabalhados disciplina Teoria de Vibrações, afim de entender o comportamento das vibrações em componentes/estruturas. c) Você julga o tema abordado pelo artigo relevante para a Engenharia Mecânica? Explique o por quê. Resposta: Sim, pois o aluno consegue através do dispositivo construído, mensurar em um gráfico “Tensão vs. Tempo”, o que torna ainda mais interessante, o padrão de vibrações mecânicas em um ambiente. Assim, constatando na prática que a vibração mecânica está presente, mesmo que de forma imperceptível (a olho nu), ao nosso redor. d) Quais conhecimentos você adquiriu a partir da leitura desse artigo? Resposta: Através do artigo pode-se concluir que as vibrações mecânicas podem ser analisadas através de softwares simples e com alcanço de resultados significativos. Desta forma, consegue-se exemplificar ainda mais os fenômenos/estudos (neste caso, as vibrações) adquiridos em sala de aula, demonstrando que as vibrações influenciam e precisam ser consideradas na construção, prevenção e correção de estruturas e componentes. Além disso, utilizar a tecnologia ao favor da engenharia é algo crucial (combinação de softwares), para testes mais precisos e resultados mais próximos da realidade. e) Sugira temas de trabalhos futuros que poderão dar sequência à pesquisa descrita no artigo. Resposta: “Efeito da aplicação de vibração mecânica sobre a impulsão vertical”, disponível em: http://www.scielo.br/pdf/motriz/v18n3/a01v18n3.pdf “Análise do conforto quanto à vibração em automóveis de passeio”, disponível em: http://www.liberato.com.br/sites/default/files/arquivos/Revista_SIER/v.%2012,%20n.%2018%20(2011)/8.%20an%E1lise%20de%20conforto%20quanto%20.pdf “Desenvolvimento e análise de uma bancada didática para ensaios de vibrações”, disponível em: https://fahor.com.br/images/Documentos/Biblioteca/TFCs/Eng_Mecanica/2013/Mec_Alexandre_Bruno.pdf
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