ATPS FISICA PRONTO 2

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Unidade 04
ATIVIDADES PRÁTICAS
SUPERVISIONADAS
FÍSICA
Ano 2015
Atividades Práticas Supervisionadas
FÍSICA II
Trabalho desenvolvido para a disciplina de Física II, apresentado à Anhanguera Educacional como exigência para a avaliação na Atividade de ATPS (Atividades Práticas Supervisionadas), na qual os alunos do 3º Semestre de Engenharia Desenvolveram. 
	Nome
	R.A
	Curso
	Semestre
	Claudia Xavier
	8641258367
	Engenharia de Produção
	3º
	Jerônimo Cardoso
	8485182949
	Engenharia de Produção
	3º
	Maria do Perpetuo Socorro
	8207847748
	Engenharia de Produção
	3º
	Karla Regina Gomes Violin
	8412111284
	Engenharia Civil
	3º
	
Prof.: Jefferson Antonio
SUMÁRIO
Introdução........................................................................................... 4
Etapa 1.
Leis de Newton.................................................................................... 5
Etapa 2.
Força e Movimento............................................................................ 9
Etapa 3.
Energia Cinética e Trabalho.............................................................. 12
Etapa 4.
Energia Potencial e Conservação de Energia................................. 14
Memorial Descritivo......................................................................... 16
Bibliografia........................................................................................ 17
INTRODUÇÃO
No nosso estudo inicial da ciência do movimento, vamos explorar conceitos básicos de Espaço e Tempo, a fim de expressar numa forma descritiva as leis do movimento e como foram formuladas.
A modernidade dos projetos, antes restrita, tem na tecnologia de Transporte Vertical mais um forte aliado para a modernização de edifícios de todas as épocas. Sua preservação arquitetônica, complementada pela atualização tecnológica dos equipamentos, vêem para melhor contribuir a satisfação e segurança de todos passageiros.
Estaremos, nesse Projeto, desenvolvendo e analisando todas as partes e propostas necessárias para a implementação de um Elevador no edifício de 5 andares.
Estabelecer e adequar todo nosso Projeto dentro das Normas e possíveis atribuições, na qual serão necessárias para elaboração e desenvolvimento total desse edifício.
Etapa 1.
As Leis de Newton
I - Todo corpo permanece em seu estado de repouso ou movimento retilíneo uniforme anão ser que seja obrigado, por uma força, a mudar tal estado.
A primeira lei descreve uma propriedade comum a toda matéria: a inércia. Ela afirma que um corpo em movimento descreve uma trajetória retilínea com velocidade constante a menos que alguma influência chamada força o impeça de fazê-lo. 
II - Mudança de movimento é proporcional à força aplicada e ocorre na direção da força.
O peso ou força gravitacional é proporcional aquilo que chamamos de massa gravitacional de um corpo. Todas as experiências realizadas até hoje indicam que a
massa inercial é proporcional ‘a massa gravitacional. Por isso, considerando nossos objetivos, não precisaremos distinguir os dois tipos de massa.
III - A cada ação corresponde sempre uma reação em sentido oposto, ou seja, as ações
mútuas de dois corpos são sempre iguais, em módulo, e com sentidos opostos.
Quando dois corpos estiverem separados por uma grande distância e interagirem um com o outro através de um campo de força que se propaga com velocidade finita, tal como a interaçãoentrecargas elétricas em movimento, as forças de ação e reação não serão sempre iguais e opostas. 
ELEVADOR
O elevador é um dispositivo de transporte, utilizado para mover bens ou pessoas, verticalmente ou diagonalmente. Existem dois tipos principais de elevadores; Elevadores Hidráulicos e Elevadores de Tração. O primeiro, e constituído basicamentede um pistão hidráulico, conectado a um sistema de bombas e válvulas, capazes de direcionar e pressurizar o fluído hidráulico acionando o pistão que se estende movendo o elevador. Já o segundo, movido a tração, é o sistema mais utilizado em todo mundo, e consiste em utilizar cabos de aço, polias e contrapesos acionados por motor elétrico para fornecera força motora para levar a cabina ao ponto desejado.
Funcionamento do ELEVADOR
A cabina é montada sobre uma plataforma, em uma armação de aço constituída por duas longarinas fixadas em cabeçotes (superior e inferior). O conjunto cabina, armação e plataforma denominam-se carro. 
O contrapeso consiste em uma armação metálica formada por duas longarinas e dois cabeçotes, onde são fixados pesos (intermediários), de tal forma que o conjunto tenha peso total igual ao do carro acrescido de 40 a 50% da capacidade licenciada.
Tanto a cabina como o contrapeso deslizam pelas guias (trilhos de aço do tipo T), através de corrediças. 
As guias são fixadas em suportes de aço, os quais são chumbados em vigas, de concreto ou de aço, na caixa.
O carro e o contrapeso são suspensos por cabos de aço ou novos elementos de tração que passam por polias, de tração e de desvio, instaladas na casa de máquinas ou na parte superior da caixa.
O movimento de subida e descida do carro e do contrapeso é proporcionado pela máquina de tração, que imprime à polia a rotação necessária para garantir a velocidade especificada para o elevador. A aceleração e o retardamento ocorrem em função da variação de corrente elétrica no motor. A parada é possibilitada pela ação de um freio instalado na máquina.
Além desse freio normal, o elevador é dotado de um freio de segurança para situações de emergência.
O freio de segurança é um dispositivo fixado na armação do carro ou do contrapeso, destinado a pará-los, de maneira progressiva ou instantânea, prendendo-os às guias quando acionado pelo limitador de velocidade.
NORMAS TÉCNICAS
Assim como todas as normas, a NM 207 tem como objetivo de proteger e evitar possíveis acidentes as pessoas. A NORMA NM 207 estabelece regras relativas a elevadores de passageiros, bem como especifica também regras para a instalação.
Esta Norma não somente trata dos requisitos de segurança essenciais, mas adicionalmente estabelece as regras mínimas para a instalação de elevadores nos edifícios/construções. Regulamentos técnicos para a construção de edifícios não podem ser ignorados.
Essa mesma norma apresenta que devem ser realizados inspeções e ensaios periódicos nos elevadores, para certificar-se de que o elevador está em condições de pleno funcionamento. 
A NORMA 5665 fixa as condições exigidas para o cálculo de tráfego das instalações de elevadores de passageiros em edifícios, para assegurar condições satisfatórias de uso. Aplica-se a todos os elevadores destinados ao transporte de pessoas.
Abaixo veremos todos esses Cálculos, dentro da NORMA 5665.
Tempo total da viagem – deve ser calculado pela fórmula:
T = 
Onde:
T → tempo total da viagem
→ tempo do percurso total
→tempo da aceleração
→tempo total de abertura e fechamento das portas
→tempo total de entrada e saída de passageiros
Paradas Prováveis – o número de paradas prováveis deve ser calculado pela fórmula:
N=p-(p-1)
Onde:
N→Número de paradas prováveis
p → Numero de paradas do elevador
Capacidade de Tráfego: =...
Intervalo de Tráfego: I = 
Capacidade de Transporte:
DIAGRAMA DE FORÇAS
Sabemos que a pessoa sobre o prato da balança aplica uma forçaFn, e de acordo com a Lei de Ação e Reação, o prato da balança exerce sobre a pessoa uma força de mesma intensidade, porém de sentido contrário, sendo a força Fn, e ainda atua sobre a pessoa a força P.
O mostrador de balança deverá mostrar o módulo de força aplicado no prato, ou seja, deverá mostrar o valor de Fn. Caso o elevador esteja em repouso ou movendo-se verticalmente em velocidade constante (subindo ou descendo), a resultante das forças sobre um indivíduo é nula.
Fn = P → Fn = m ∙ g
Porém, se o elevador estiver semovimentando com aceleração não nula, a resultante das forças sobre o indivíduo não será mais nula. Assim a força normal é diferente do peso, isto é, a balança não marcará o peso do indivíduo. 
Analisaremos então os casos em que o elevador sobe ou desce, em movimento acelerado ou retardado, com aceleração de módulo, lembrando que:
→ Num movimento acelerado, a força resultante Fr tem o mesmo sentido do movimento v.
→ Num movimento retardado, a força resultante tem sentido oposto ao do movimento.
Etapa 2.
FORÇA E MOVIMENTO
Um elevador de massa me transporta um grupo de pessoas de massa total mp, partindo-se do repouso com aceleração constante e percorrendo uma distância d. Empregando a 2ª Lei de Newton para o movimento vertical com eixo de referência positivo para cima 
Para Pt = mtg e mt = me + mp, a massa total do conjunto (elevador + pessoas). A tração no cabo do elevador é mostrada na equação :
	
	
	
Observando o resultado na equação acima, percebe-se que a tração no cabo é superior ao peso total, para uma aceleração positiva e velocidade crescente para cima. Obteríamos um resultado idêntico se a velocidade fosse decrescente e para baixo e como o eixo de referência continua orientado para cima, a aceleração tem o mesmo sentido freando o elevador. 
    Para uma aceleração no sentido contrário a orientação, aceleração para baixo e negativa, poderá acontecer um deslocamento para cima com velocidade decrescente ou a possibilidade de movimento para baixo com aumento de velocidade. O que se deduz então, é que a tensão no cabo do elevador será sempre inferior ao peso total. 
   Vamos restringir nosso estudo a um grupo de pessoas de massa total mp transportados por um elevador. A partir da 2ª Lei de Newton para o movimento vertical com eixo de referência positivo para cima, as forças que agem sobre as pessoas são: 
A força normal, reação da base do elevador sobre o grupo de pessoas é mostrada na equação abaixo: 
	
	
	
    Na equação acima, para uma aceleração negativa, a força normal será menor do que o peso das pessoas, apresentando portanto um peso aparente menor do que o real; para uma aceleração positiva, a força normal se apresenta maior do que o peso do grupo, de tal forma que o peso aparente é superior, fazendo-os sentirem-se mais pesados. Para uma aceleração ay= -g, por exemplo, o elevador em movimento para baixo com velocidade crescente, a força normal assume o valor nulo, eliminando o efeito da ação da gravidade sobre os passageiros. 
Pode-se empregar todas as equações do MRUV para os cálculos de distância percorrida, velocidade, aceleração e tempo. 
CÁLCULO DE TRÁFEGO
Fixa as condições mínimas que devem ser observadas no cálculo de tráfego das instalações de elevadores de passageiros.
É a sistemática que permite avaliar se a quantidade de elevadores e a área das caixas previstas serão satisfatórias para proporcionar um transporte vertical adequado ao fluxo de pessoas do edifício.
Variáveis do tráfego
Do prédio: 
	POPULAÇÃO
	 
	Composição:
	20 aptos
	Relação:
	4 pessoas por 2 dorm.
	População Total:
	28 
	% Mínima a ser transportada:
	10 % = 8
	Intervalo de Tráfego:
	95,15
- População
- Paradas
- Percurso
Do elevador:
	ELEVADOR
	Unidades no Grupo
	 
	Capacidade (passageiros)
	8 
	Paradas
	T – 1º ao 5º 
	Paradas Prováveis
	4,70 
	Percusso (m)
	20m 
	Velocidade (m/s)
	1,00 m/s 
	Tipo de Portas
	Abertura Lateral 
	Abertura Livre
	0,90 
- Número de unidades
- Capacidade
- Velocidade
- Tipo de portas
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME e MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE ACELERADO
Nossa força peso (P = m.g), sempre apontando para baixo, cria uma força normal de reação (FN) sempre perpendicular à superfície de contato, geralmente aplicada em nossos pés, e, neste caso, apontando para cima.
Quando entramos em um elevador, de acordo com o seu movimento podemos sentir diferentes sensações. Lembrando que de acordo com a 1ª Lei de Newton, o corpo, por inércia, tende a manter seu estado, seja ele de repouso ou de MRU. E de acordo com o princípio fundamental da Dinâmica, a Força resultante (Fr) pode ser calculada por FR = m.a, onde m é a massa do corpo e a é a aceleração desenvolvida pelo mesmo.
Estágios do ELEVADOR
Elevador parado ou subindo e descendo com velocidades constantes (MRU):
Nesses casos, a força normal aplicada em nossos pés é igual à nossa força peso, pois a única aceleração que estamos sentindo é a gravidade. A força resultante entre a normal e a peso é nula. 
 FR = 0   -->   FN = P
-Elevador iniciando seu movimento de subida:
Para subir, o elevador faz uma força para cima, tendo uma aceleração positiva voltada para cima. Como a resultante está para cima, a força normal é maior que a força peso. 
 
 FN > P   -->   FR = FN - P
-Elevador terminando seu movimento de subida:
Para parar, o elevador desacelera fazendo com que a resultante esteja voltada para baixo, fazendo-o frear. 
 P > FN   -->  FR = P - FN
-Elevador iniciando o movimento de descida:
Como está descendo de maneira acelerada, sua resultante está voltada para baixo.
 P >FN   -->   FR = P - FN
-Elevador terminando o movimento de descida:
Como o elevador está descendo, aplica uma força voltada para cima para parar. 
 FN > P   -->   FR = FN – P
Etapa 3.
Energia Cinética e Trabalho
As dimensões da cabina e capacidade são definidas em função da necessidade de tráfego e edificação e conforme os requisitos das normas pertinentes.
O espaço para recebimento do elevador, assim como os requisitos de infra-estrutura necessários para sua instalação e funcionamento, são determinados a partir das características próprias de cada elevador: capacidade, tipo de acionamento, posição de casa de máquinas e tipo de portas. Projetos específicos para cada fornecimento são desenvolvidos com dimensionamento e detalhes individuais de cada local de instalação.
A seguir, vamos apresentar e analisar todas as informações sobre a implantação do Elevador, seguindo as Normas Técnicas e Padrões vigentes: 
→ Cada andar possui 04 apartamentos;
→ Cada apartamento tem 2 dormitórios, sendo assim 4 pessoas por cada 2 dormitórios;
→ O Edifício tem uma população total de 72 pessoas, porém, 1 faxineiro, 1 porteiro, totalizando 74 pessoas;
→ Composição total de 20 apartamentos, sendo: 5 andares, onde cada andar possui 4 apartamentos, e 2 apartamentos no térreo, menos 50% dos outros andares;
	
Verificando todas as informações acima descritas temos:
→ 01 Elevador;
→ Capacidade de 08 pessoas;
→ Percurso total de 20 metros;
→ Velocidade de 1,00 m/s;
→ Paradas Prováveis de 4,60
→ Abertura Livre das Portas(m): 0,90
→ Aceleração e Retardamento: 3,00
→ Entrada e Saída de Passageiros: 2,60
Calculando o Trabalho Total Realizado
Com todas as informações citadas acima, vamos obter o cálculo do trabalho a ser utilizado por esse elevador.
 Mp( Massa de pessoas), Me( Massa do elevador), Mc( Massa do contrapeso), e determinar possíveis operações para início de movimento do elevador.
Mp - 8 x 75kg por pessoa = 700kg
 Me - 300kg ( em média)
 Mc – 30% de Mp + Me = 270kg
 Fm – Força do Motor = 2700N
 V – Velocidade = 1,0m/s
 Po – Potência do Motor 
Etapa 4.
Energia Potencial e Conservação de Energia.
Considerando as normas técnicas vigentes, vamos calcular o tempo total necessário, do repouso até o momento de sua parada.
T = T1 + T2+ 1,1 (T3 +T4)T= 20 + 3,00 +1,1 ( 5,5 + 2,4)
 T = 24,1 x 7,9
 T = 190,3
A potência que o motor deve ter, é desenvolvida abaixo:
Po = Fm x V
 Po = 6300N x 1m/s
Po = 6300 w
 Po = 6,3 Kw
Modelo de Cálculo de Tráfego
Permite avaliar se a quantidade de elevadores a ser desenvolvido serão necessárias proporcionarem um transporte seguro e correto para as pessoas. É indispensável para a fixação das especificações básicas dos elevadores e de seu número.
Recomenda-se uma análise detalhada do Projeto e orientações do fabricante que permitam alcançar a melhor performance, apresentando equipamentos e um cálculo de tráfego seguro, a ser implantado às pessoas do edifício.
O roteiro básico para a elaboração do cálculo de tráfego, com a descrição de todas as etapas necessárias, e com as exigências da NBR-5665, estão descritas nesse Projeto, visando aproveitamento e desempenho no desenvolvimento operacional descrito e detalhado.
Abaixo vamos conhecer as possíveis variáveis, para o Cálculo de Tráfego:
População:
→ Composição: 22 aptos. de 2 dorm.
→ Relação: 4 pessoas por 2 dorm.
→ População Total: 76 pessoas menos 50% do 1º andar = 08
Elevador:
→ Unidades: 01
→ Capacidade : 08
→ Paradas: ( T – 1º ao 5º)
→ Paradas prováveis: 4,60
→ Percurso (m): 20,00
→ Abertura Livre (m): 1,00
Tempos Adotados:
→ Aceleração e Retardamento: 3,02
→ Abertura e Fechamento das Portas: 5,50
→ Entrada e Saída de Passageiros: 2,60
Tempos Totais Calculados:
→ T1 – Percurso Total: 40 (20 x 2/1,00)
→ T2 – Aceleração e Retardamento: 7,0 ( 4,60 x 3,02 : 2)
→ T3 - Abertura e Fechamento das portas: 25,3 ( 4,60 x 5,5) 
→ T4 – Entrada e Saída de Passageiros: 20,8 ( 8 x 2,60)
→ Soma Parcial : ( T1 + T2 + T3 + T4 ): 93,1
→ Adicional 0,1 ( T3 + T4): 4,55
→ T – Tempo total da Viagem: 190,3
→ Ct – Capacidade de Transporte (pass.): 12,61 ( 300 x 8 : 190,3)
→ I – Intervalo de Tráfego : 95,15
Memorial Descritivo
Estas constatações demonstram a necessidade de termos uma “análise especial” dos órgãos públicos municipais quando tratar-se de novas tecnologias em transporte vertical. Não podemos inviabilizar a utilização de novas tecnologias devido a critérios “engessados em normas técnicas”, uma vez que as próprias normas técnicas são naturalmente defasadas em relação às inovações tecnológicas, sendo que muitas inovações sequer são normatizadas.
A metodologia empregada para dimensionamento da instalação de elevadores e escadas rolantes consiste na utilização de dados “reais” de desempenho de cada equipamento, através de cálculo de tráfego com o emprego de Software dedicado.
Importante ressaltarmos que a metodologia proposta para o cálculo de tráfego possui uma“validação” dos resultados, através de Software dedicado ao cálculo de tráfego, o
que permite verificare calcularo “real” desempenho do grupo de elevadores na edificação,utilizando mesmo Software de cálculo aceito e já empregado em outros países.
BIBLIOGRAFIA:
http://www.fau.usp.br/cursos/graduacao/arq_urbanismo/disciplinas/aut0190/Elevadores/Palestra_Elevadores_14_05_2013.pdf
http://pt.scribd.com/doc/32976654/NBR-5665-NB-596-Calculo-Do-Trafego-Nos-Elevadores#scribd
http://www.abemec-rs.org.br/abemec/artigo-twin-abemec.pdf
http://www.fisica.ufpb.br/prolicen/Cursos/Curso1/ln58elev.html