APS Guindaste Hidráulico

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE PAULISTA 
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA – NÍVEL BÁSICO 
 
 
 
 
ANDRÉ GOMES GOULART RA: C0219G-0 TURMA: EM2R46 
JEAN CESAR DA SILVA CRUZ RA: C2959C-0 TURMA: EM2R46 
MARCELO DE SOUZA CARVALHO RA: C05GIB-7 TURMA: EM2R46 
 
 
 
 
 
GUINDASTE HIDRÁULICO 
 
 
 
 
 
 
ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA 
 
 
 
 
 
 
ASSIS 
2014 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO..................................................................................................... 3 
2. OBJETIVOS......................................................................................................... 5 
2.1 OBJETIVO GERAL............................................................................................ 5 
2.2 OBJETIVO ESPECÍFICO................................................................................... 5 
3. FABRICAÇÃO DO GUINDASTE HIDRÁULICO................................................. 6 
3.1 TABELA DE MATERIAIS USADOS................................................................... 6 
3.2 PASSO A PASSO DA CONSTRUÇÃO............................................................. 7 
4. CALCULOS ESTRUTURAIS............................................................................... 9 
4.1 FÓRMULA DA PRESSÃO................................................................................. 9 
4.2 FÓRMULA DA ÁREA DE UM CILINDRO.......................................................... 9 
4.3 CÁLCULO PRESSÃO E ÁREA DOS CILINDROS............................................ 9 
5. CONCLUSÃO...................................................................................................... 11 
6. BIBLIOGRAFIA................................................................................................... 12 
 
3 
 
1. INTRODUÇÃO 
Podemos considerar muitos líquidos como incompressíveis, ou seja, são 
fluídos que não podem se comprimir, apresentando assim forças reativas às forças 
de compressão através de variações imperceptíveis no espaçamento entre suas 
moléculas. 
A força de compressão mencionada relaciona-se à pressão sofrida pelo 
líquido que é dada pela fórmula geral p = ΔF / ΔA, onde ”p” é pressão, ΔF é a 
variação da força aplicada no sistema e ΔA é a superfície de interesse (área). 
Foi proposto pelo físico e matemático francês Blaise Pascal, em 1652, que ‘a 
pressão aplicada a um fluído enclausurado é transmitida sem atenuação a cada 
parte do fluído e também para as paredes do reservatório que a contém’. Sendo 
assim, se aumentarmos a pressão em um ponto do fluido, a mesma pressão será 
aplicada em todo e qualquer ponto com a mesma intensidade. 
Nosso projeto aplicará em si o Princípio de Pascal, o qual se pode observar 
sua teoria em situações rotineiras, como, por exemplo, um elevador de carros, um 
sistema hidráulico de um carro ou a simples ação de se abrir e fechar a porta de um 
ônibus. 
Para que se entenda melhor o teorema de Pascal, podemos pensar da 
seguinte forma: 
“Uma força de intensidade 30N é aplicada perpendicularmente à superfície 
de um bloco de área 0,3m². Qual é a pressão exercida por esta força?” 
p = F / A 
p = 30 / 0,3 
p = 100 Pa 
Logo, a pressão exercida pela força de 30N no bloco é igual a 100 Pa, sendo 
Pa a unidade de pressão no SI, Pascal, que é o nome adotado para N/m². 
A prensa hidráulica é uma das principais aplicações do teorema de Pascal. 
Esta máquina consiste em dois cilindros de raios diferentes, F1 e F2, interligados por 
4 
 
um tubo, com um líquido, em seu interior, que sustenta dois êmbolos de áreas 
diferentes, A1 e A2. 
Prensa Hidráulica – Teorema de Pascal 
 
 
 
 
 
 
 
A pressão transmitida do tubo será a mesma, porém, visto a área de A2 ser 
muito maior que a área de A1, a força de F2 terá um aumento muito maior que a 
força aplicada de F1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
2. OBJETIVOS 
 
2.1 OBJETIVO GERAL 
Apresentar de forma simples e interativa como entender o funcionamento de 
um guindaste hidráulico, utilizando materiais de fácil acesso e baixo custo de 
aquisição, nos ajudando assim a compreender o Princípio de Pascal. 
O objetivo deste trabalho é fazer com que os alunos pesquisem e estudem 
assuntos ainda não abrangidos no decorrer do curso, aguçando assim seu desejo 
em aprender e demonstrando como a física está presente em nosso dia-a-dia. 
2.2 OBJETIVO ESPECÍFICO 
Construir um pequeno protótipo de guindaste mecânico/hidráulico que tenha 
a capacidade de movimentação na horizontal e vertical, se possível, porém não 
obrigatório, sustentando um corpo de provas. 
 
6 
 
3. FABRICAÇÃO DO GUINDASTE HIDRÁULICO 
 
3.1 TABELA DE MATERIAIS UTILIZADOS 
Item Material Quantidade Valor 
1 Placa de divisória 
370 mm x 460 
mm 
Reaproveitamento 
2 Placa de compensado 50 mm x 80 mm Reaproveitamento 
3 Tubo PVC 1/2" (Água fria) 600 mm Reaproveitamento 
4 Mangueira siliconada 1/8" 400 mm Reaproveitamento 
5 Seringa 7 ml 02 unidades R$ 4,40 
6 Seringa 5 ml 02 unidades R$ 4,00 
7 Motor HD (Base giratória) 01 peça Reaproveitamento 
8 Parafuso 1,5 x 2,0 05 unidades Reaproveitamento 
9 Filme adesivo preto 0,5 m Reaproveitamento 
10 Filme adesivo vermelho 0,2 m Reaproveitamento 
11 Tubo de cola quente 01 unidade R$ 0,30 
12 Cabo de aço 0,5 mm 250 mm Reaproveitamento 
13 Encoder queimado (Objeto a ser içado) 1 peça Reaproveitamento 
 
7 
 
 
3.2 PASSO A PASSO DA CONTRUÇÃO DO GUINDASTE HIDRÁULICO 
O primeiro passo foi pesquisar modelos de guindastes hidráulicos e procurar 
entender melhor a relação entre força e pressão. Levando em consideração os 
requisitos deste trabalho, os quais se resumem à movimentação vertical e horizontal, 
pesquisou-se sobre qual seria a melhor maneira de produzir o guindaste hidráulico, 
visando funcionalidade, boa estética e baixo custo. 
Com os materiais em mãos, iniciou-se o processo de produção de um 
protótipo de um guindaste hidráulico. 
 
 
8 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
4. CÁLCULOS ESTRUTURAIS 
A pressão mede a razão entre o módulo de uma força F, aplicada 
perpendicularmente sobre uma superfície e a área A da superfície. 
4.1 FÓRMULA DA PRESSÃO 
P = F / A 
P = Pressão (Pa) 
F = Força (N) 
A = Área (cm²) 
 
4.2 FÓMULA DA ÁREA DE UM CILINDRO 
A = π . d² / 4 
A = Área 
d = Diâmetro 
 
4.3 CÁLCULOS DE PRESSÃO E ÁREA DOS CILINDROS 
• Cilindro de 7 ml (Movimentos Verticais) 
Diâmetro = 33,10 mm = 3,31 cm 
A = π . d² / 4 
A = π . 3,31² / 4 
A = 8,60 cm² 
• Cilindro de 5 ml (Movimentos Horizontais) 
Diâmetro = 25,9 mm = 2,59 cm 
A = π . d² / 4 
A = π . 2,59² / 4 
A = 5,27 cm² 
Para calcular a pressão e a força exercidas pelos cilindros para movimentar 
o guindaste hidráulico, usaremos como base uma força de 10 N. 
10 
 
• Cilindro de 7 ml (Movimentos Verticais) 
P = F / A 
P = 10 / 8,60 
P = 1,16 N/cm² 
 
F = A . P 
F = 8,60 . 1,16 
F 10 N 
 
• Cilindro de 5 ml (Movimentos Horizontais) 
P = F / A 
P = 10 / 5,27 
P = 1,90 N/cm² 
 
F = A . P 
F = 5,27 . 1,90 
F 10 N 
 
Pode-se observar que a força transmitida entre as seringas são iguais, pois 
as mesmas estão ligadas entre si e possuem o mesmo diâmetro. 
 
11 
 
5. CONCLUSÃO 
O protótipo apresentado baseou-se em pesquisas bibliográficas sobre o 
Teorema de Pascal, o qual afirmava que o acréscimo de uma determinada pressão 
exercida em um ponto qualquer num líquido ideal, em equilíbrio, seria transmitido 
integralmente a todos os pontos deste líquido e às paredesdo recipiente que o 
contém. 
Com este trabalho, pode-se entender o que essa teoria transmite e, a partir 
disso, construir um exemplo prático da mesma. 
Para os alunos participantes, o protótipo de guindaste mecânico/hidráulico 
serviu como fonte de novos conhecimentos na física e nos influencia no interesse 
pela busca de novas teorias. 
 
12 
 
6. BIBLIOGRAFIA 
SOFISICA.<http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/EstaticaeHidrost
atica/pressao.php>. Acesso em 15.10.2014 
 
SOFISICA.<http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/EstaticaeHidrost
atica/teoremadepascal.php>. Acesso em 15.10.2014 
 
WIZARD.<http://user3169.websitewizard.com/files/unprotected/TCC/Trabalh
o-TCC-Wesley.pdf>. Acesso em 25.09.2014 
 
UFABC.<http://becn.ufabc.edu.br/guias/energia/resumo/EN_E1_N_03.pdf>. 
Acesso em 25.09.2014 
 
YOUTUBE.<https://www.youtube.com/watch?v=sft0OzAC8gw>. Acesso em 
20.09.2014