RELATORIO DE PROJETO DO FOGUETE EQUIPE 2

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<p>CENTRO UNIVERSITÁRIO AUGUSTO MOTTA - UNISUAM</p><p>RELATÓRIO DE PROJETO</p><p>CURSO DE ENGENHARIA</p><p>PROJETO DE DESENVOLVIMENTO DE UM</p><p>FOGUETE CASEIRO COM O USO DE GARRAFA</p><p>PET</p><p>GABRIELLE SILVA - MATRICULA: 22106152</p><p>HENRIQUE FREITAS - MATRICULA: 22107715</p><p>HENRIQUE SOARES - MATRICULA: 22102855</p><p>HUGO SILVA - MATRICULA: 22101553</p><p>IGOR SEIDEL - MATRICULA: 21104045</p><p>KLEBERSON ALMEIDA - MATRICULA: 22100808</p><p>LUCAS SILVA - MATRICULA: 22106152</p><p>RIO DE JANEIRO- RJ</p><p>NOVEMBRO DE 2022</p><p>RESUMO</p><p>Este relatório visa explicar de forma clara e objetiva o processo de montagem e</p><p>lançamento de um foguete caseiro feito com garrafa pet, realizado pela turma das</p><p>engenharias da universidade UNISUAM, na qual tivemos que escolher dentre três</p><p>métodos de lançamento. Dentre os métodos: a base de água e ar comprimido, reação</p><p>química entre ácido e base, e energia potencial elástica oferecida por uma mola. O</p><p>nosso grupo decidiu lançar por pressão a base de água e ar comprimido.</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>O método escolhido pela equipe foi o de propulsão por ar comprimido e água,</p><p>utilizamos esse preceito pela agilidade para mecanização e desenvolvimento do</p><p>sistema de propulsão durante os estágios de acionamento e impulsão, de maneira a</p><p>tornar a execução do lançamento, rápida, prática e econômica.</p><p>Além de ser um projeto que por sua vez não agride o meio ambiente e nem usa</p><p>materiais químicos que poderiam prejudicar alguém durante o lançamento, o método</p><p>também é ajustado por um bomba mecânica que com a mesma podemos regular a</p><p>quantidade de pressão para o lançamento do foguete, sabemos que quanto maior a</p><p>quantidade de BAR ajustado na bomba, a pressão na camara é grande e com isso ao</p><p>acionar o dispositivo de lançamento o foguete pode pecorrer uma distancia bem maior.</p><p>Sabemos que com menos atrito e peso o foguete iria longe, por isso foi escolhida</p><p>uma garrafa mais “Leve” feita de material reciclado leve, as aletas foram ajustada para</p><p>minimizar o atrito criado pelo ar, mesmo não atingindo uma velocidade tão grande para</p><p>que seja criado tanto atrito assim.</p><p>DESENVOLVIMENTO</p><p>O processo é simples, a água é introduzida na garrafa antes de transportá-la para a</p><p>base, logo após inicia-se a pressurização e quando a pressão for a desejada libera-se</p><p>a trava de segurança, permitindo que o foguete tenha a mobilidade para se deslocar.</p><p>Como o ar comprimido da garrafa tende a igualar-se a pressão atmosférica, este</p><p>empurra a água pela boca da mesma, movimentando-a em sentido oposto.</p><p>1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS</p><p>Esse fenômeno do lançamento do foguete pode-se verificar a atuação da terceira Lei</p><p>de Newton pois assim como o ar empurra o foguete, este reage empurrando o ar com</p><p>a mesma força que foi propulsado, o que explica o princípio de Ação e Reação. A força</p><p>que o ar exerce no sentido contrário ao do movimento de corpos, também conhecida</p><p>como de resistência do ar ou força de arrasto.</p><p>A atuação dessas forças explica a aerodinâmica do foguete, visto que o seu formato</p><p>e os acessórios são importantes para auxiliar na hora do vôo. As aletas irão garantir</p><p>estabilidade e permitir que o foguete não rotacione em torno de seu próprio eixo, e o</p><p>bico, por ter uma área frontal menor do que o corpo do foguete, garante que ele vença</p><p>a resistência do ar e consiga realizar a trajetória esperada.</p><p>2. MONTAGEM E MATERIAIS UTILIZADOS NO PROCESSO.</p><p>Para realizar a construção do foguete e da base de lançamento foi utilizado os</p><p>seguintes materiais:</p><p>2 garrafas pet de material bio degradavel;</p><p>1 bexiga;</p><p>1 fita adesiva;</p><p>90 cm de cano de PVC de 20 mm;</p><p>4 cm de cano de PVC de 40mm;</p><p>1 cap de cano de PVC de 20 mm;</p><p>1 T de cano de PVC de 20mm;</p><p>2 joelhos de PVC de 20 mm;</p><p>1 válvula de pneu;</p><p>1 registro de PVC de 20 mm/</p><p>1 abraçadeira de metal;</p><p>7 abraçadeiras de nylon;</p><p>1 cola para cano de PVC;</p><p>2 metros barbante para o gatilho.</p><p>Com as garrafas pets iniciamos a montagem do foguete, uma garrafa é utilizada para</p><p>se tornar a câmara de compressão do foguete e a outra se tornará o nariz e a base do</p><p>foguete. Para a câmara de compressão utilizamos uma garrafa inteira sem alteração.</p><p>Para o nariz do foguete utilizamos somente a parte superior cônica da outra garrafa</p><p>com a intenção de minimizar o atrito durante o vôo. Após isso fixamos essa parte</p><p>cônica no fundo (parte inferior) da garrafa da câmara de compressão com fita adesiva,</p><p>Precisamos frizar que essa parte cônica deve ter um perfeito alinhamento com a</p><p>garrafa da câmara de compressão para não haver alteraçãoes durante o vôo.</p><p>Para fixar a base do foguete pegamos a região central da garrafa que tiramos a parte</p><p>cônica e fixamos na parte de cima (superior) da garrafa da câmara de compressão,</p><p>fixamos com fita adesiva tambem para manter o foguete em pé.</p><p>Construimos as aletas para a estabilidade do vôo, fizemos recortes de pedaços de</p><p>pasta de documento e fixamos com a fita adesiva na região inferior do foguete. E para</p><p>finalizar colocamos uma bexiga com água fixada na tampa da propria parte cônica</p><p>para manter o equilibrio do foguete durante o vôo.</p><p>O próximo passo é a construção da base de lançamento do foguete, a base possuí</p><p>um formato retangular com diâmetro de 20 mm constituida com tubulação de PVC. Na</p><p>parte traseira da base temos dois canos com 15 cm conectados por um T no centro e</p><p>um joelho em cada ponta. Na lateral direita temos um cano com 20 cm e uma válvula</p><p>de pneu conectada a um Cap na ponta, Na lateral esquerda temos um cano de 20 cm</p><p>e um registro de PVC de 20 mm servindo como um saída de emergencia para</p><p>liberação da pressão interna em caso de emergência (caso o foguete emperre) e na</p><p>parte central do T temos um cano com 20 cm com um angulo de 45 graus para o</p><p>encaixe da câmara de compressão do foguete.</p><p>FOTOS DO PROCESSO DE MONTAGEM</p><p>3. CÁLCULOS E RESULTADOS DO LANÇAMENTO</p><p>O lançamento do foguete foi realizado com um ângulo de 45 graus e na câmara de</p><p>compressão foi introduzido 700 ml de água e uma pressão de 50 BAR com a bomba</p><p>manual. A partir dai, conseguimos obter uma distância de 114 m e o tempo de 6 s de</p><p>trajetória. Com esses dados da distância, do tempo e da gravidade de 10m/s, podemos</p><p>encontrar a velocidade do foguete, o tempo que o foguete atinge o ápice da parábola e</p><p>a altura.</p><p>Primeiro encontramos o valor de Vx.</p><p>Vx =</p><p>D</p><p>t</p><p>=</p><p>114</p><p>6</p><p>= 19 m/s</p><p>Em seguida encontramos a velocidade percorrida pelo foguete.</p><p>V =</p><p>Vx</p><p>Cos 45º</p><p>=</p><p>19</p><p>0,7071</p><p>≅ 26,87 m/s</p><p>Logo em seguida, encontramos o valor de Vy para encontrarmos o ápice da</p><p>parábola.</p><p>Vy = V.Sen45º = 26,87.0,7071 ≅ 18,99 m/s</p><p>Com o valor de Vy encontramos o ápice da parabóla.</p><p>Vy</p><p>g</p><p>=</p><p>18,99</p><p>10</p><p>≅ 1,89 s</p><p>E por fim, encontramos a altura máxima pelo foguete.</p><p>H = Vy.t +</p><p>(g.t2)</p><p>2</p><p>= 18,99.1,89 +</p><p>(−10.1,892)</p><p>2</p><p>H = 35,89 – 17.86 = 18,03 m</p><p>CONCLUSÃO</p><p>Com este projeto é possível observar que existem outros pontos de vista que</p><p>influenciam no funcionamento do foguete além de pressão suficiente, como a</p><p>resistência do ar, por exemplo, um lugar com muito vento pode nos trazer resultados</p><p>em um menos alcance. Foi observado também que para reproduzi-lo é importante</p><p>garantir que as tubulações estejam bem vedados para que o ar não escape. Com</p><p>relação ao desempenho do foguete de acordo com o resultado analisado há um maior</p><p>alcance de distância quando a pressão for maior juntamente com a ângulação de 45</p><p>graus.</p>