4 sem Aps carrinho de ratoeira

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Universidade Paulista- UNIP
Carrinho de Ratoeira
Sorocaba
2013
ELAINE PEREIRA DE SANTANA- RA: T591GB-6 – TURMA: EB4C17
FRANCIELLI MEDEIROS DE PROENÇA- RA: B33GHA-4 – TURMA: EB4C17
JANAÍNA CAMARGO – RA: B372iF-1- TURMA: EB4D17
JULIANA GONÇALVES DIAS – RA: B30129-5 – TURMA: EB4A17.
Carrinho de Ratoeira
Sorocaba
	2013	
“A imaginação é mais importante que o conhecimento. Conhecimento auxilia por fora, mas só o amor socorre por dentro. Conhecimento vem, mas a sabedoria tarda.” 
Albert Einstein
Sumário
Introdução	5
Objetivo 	5
Projeto	6
Resultados	7
 Materiais Utilizados	9
Conclusões	9
Referências	10
Anexos	10
Introdução
A finalidade deste experimento é desenvolver métodos dinâmicos de transformação de energia potencial em cinética. Sendo assim, serão aplicadas noções sobre máquinas simples para a construção de um veículo que usará uma ratoeira como propulsão. A aplicabilidade da máquina é essencial, pois assim vencerá a competição o carrinho com maior velocidade e que não ultrapasse os limites da pista alcançando os 3 metros até a chegada.
A ratoeira é usada como elemento propulsor do carrinho, usando como base o princípio de transformação da energia potencial elástica da mola em energia cinética de translação do carrinho. (WATANABE; ENDO; OGASHAWARA, 2012).
Fig. 1, ratoeira convencional (WATANABE; ENDO; OGASHAWARA, 2012). 
Objetivo
O projeto do carrinho em suma, utiliza modelagem matemática como a fig. 2, tendo como elemento propulsor a ratoeira, e materiais leves, aumentando assim a velocidade do carrinho. O proposito do projeto visa em aplicações do ramo da física como Lei de Newton, alteração de energia potencial em energia cinética e ação de forças dissipativas (WATANABE; ENDO; OGASHAWARA, 2012). 
Fig. 2, Modelo de carrinho de ratoeira (WATANABE; ENDO; OGASHAWARA, 2012).
3. Projeto
No carrinho como visto anteriormente conta com uma ratoeira para propulsão, na Fig.3 é demonstrado como é transformação de energia potencial da mola para as rodas. Os esforços dos pneus entrando em contato com o atrito acabam causando deformações, mas no caso do carrinho de ratoeira, onde normalmente são utilizadas rodas sem pneus. E considerando que o carrinho desloca-se em velocidades relativamente baixas e a força de resistência aerodinâmica também pode ser desprezada. O barbante não pode ficar preso ao carretel após o movimento rotativo total da haste para evitar que este acabe se enrolando no sentido contrário, travando o eixo e as rodas traseiras.
Fig. 3, Modelo simplificado de um carrinho de ratoeira (WATANABE; ENDO; OGASHAWARA, 2012).
Sendo a descrição da figura 3:
D: diâmetro da roda traseira;
B: distância entre o eixo das rodas traseiras e a mola da ratoeira;
θ: ângulo de deflexão da mola da ratoeira;
L: comprimento da haste;
Q: ponto de tangência do fio de barbante no carretel;
O: centro de rotação da haste;
P: ponto de conexão entre a haste e o fio de barbante;
S: comprimento do fio de barbante esticado,
d: diâmetro do carretel.
O comprimento L da haste poderá ser maior, igual ou até menor do que a distância entre a mola da ratoeira e o eixo das rodas traseiras como mostra a Fig. 4.
Fig. 4, Possíveis relações entre a distância B e o comprimento L da haste, entre a mola da ratoeira e o eixo das rodas traseiras (WATANABE; ENDO; OGASHAWARA, 2012).
O peso do carrinho deve ser o menor possível, e suas rodas devem estar livres e perfeitamente alinhadas para que possa cumprir seu objetivo.
Deve-se analisar e observar os resultados para que possa obter um carrinho que percorra a maior distancia dentro da largura estabelecida, usar imaginação para que o carrinho não derrape e adquira velocidade (WATANABE; ENDO; OGASHAWARA, 2012). 
4. Resultados
Características do protótipo
Velocidade média em 3 metros 4,5 segundos projeto inicial.
Com a redução do material conseguimos melhorar o tempo em 2,6 segundos.
Fig. 5, 6 e 7, protótipo carrinho de ratoeira já com a redução de materiais (fonte: Dispositivo móvel). 
Comprimento 28 centímetros de comprimento.
Projeto inicial 0,222 gramas,
 Após a redução de peso 0,182 gramas.
Diâmetro roda dianteira 3,2 mm
Diâmetro roda traseira 11,3 mm
Redução de peso (com rodas vazadas) 0,172 gramas
Com rodas (sem serem vazadas) 0,182 gramas
Haste de solda de elétrica 2,60 mm com 0,022 gramas 
Haste de solda de inox 1,75 mm com 0,010 gramas.
Foram eliminados 0,024 gramas cortando a ponta do carrinho (madeira) e a ratoeira.
Fig. 8, protótipo feito com papelão usado como molde para o carrinho de ratoeira (fonte: Dispositivo móvel).
Materiais utilizados no carrinho
Foi utilizado mini CDs nas rodas dianteiras, CDs de tamanho normais nas traseiras.
Os eixos foram feitos de elétrodo de solda elétrica.
A base do carrinho e os mancais dos eixos foram feitos de madeira utilizada em artesanato.
Para unir as peças foi utilizado cola instantânea.
Foi utilizada uma ratoeira de alumínio de tamanho média.
Foi utilizada borracha para fazer o centro das rodas nos CDs.
A ratoeira foi fixada apenas por dois parafusos e porcas.
A haste foi trocado por um eletrodo de solda elétrica com 0,022 gramas.
Para diminuir o peso a haste foi trocada por um eletrodo de inox com 0,010 gramas.
Foi utilizado barbante para tracionar o eixo traseiro.
Foi usado silicone para aumentar o diâmetro do eixo traseiro e consequentemente aumentar a velocidade (WATANABE; ENDO; OGASHAWARA, 2012). 
5. Conclusões
A atividade do projeto do carrinho de ratoeira desperta a importância de nossos aprimoramentos na física que ajudaram e foram cruciais para elaboração do projeto, mostrando que se há falhas, deve-se elimina-las. 
O projeto também desperta caráter competitivo aos estudantes, esse fator faz com que cada grupo tente elaborar o melhor projeto.
O nosso projeto atingiu o objetivo de alcançar 3 metros em linha reta, mostrando que a boa elaboração do carrinho, o bom funcionamento da ratoeira e o uso de materiais leves adicionaram maior velocidade comprovando assim os fundamentos teóricos sobre Lei de Newton e alteração de energia potencial em energia cinética em dissipativa. 
 
6. Referências 
WATANABE, Flávio Yukio; ENDO, Marcos Tan; OGASHAWARA, Osmar. A disciplina iniciação à engenharia mecânica e o projeto “carrinho de ratoeira”. COBENGE, XL Congresso Brasileiro de Educação em Engenharia. ABENGE. 2012. Acesso em: 03 nov. 2013. Disponível em: <http://www.abenge.org.br/CobengeAnteriores/2012/artigos/103753.pdf>.
7. Anexos:
WATANABE, Flávio Yukio; ENDO, Marcos Tan; OGASHAWARA, Osmar. A disciplina iniciação à engenharia mecânica e o projeto “carrinho de ratoeira”. COBENGE, XL Congresso Brasileiro de Educação em Engenharia. ABENGE. 2012. Acesso em: 03 nov. 2013. Disponível em: <http://www.abenge.org.br/CobengeAnteriores/2012/artigos/103753.pdf>.