trabalho APS UNIP 4º Semestre

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Trabalho de 	
APS
Atividade pratica suspensiva
Universidade paulista
UNIP
Projeto 4 : Braço mecânico hidráulico
Nomes: Weber Rodrigues da Silva RA:B8282I2 EA4P52
 
 Araraquara 2014
 
Introdução
Objetivo:
Construir um protótipo de braço mecânico que tenha a capacidade de movimentação na horizontal e vertical, com quatro movimentos diferentes.
Verificar a lei de Pascal, demonstrar o funcionamento do braço mecânico.
Introdução teórica:
Os princípios físicos que envolvem neste trabalho é a hidrostática, em particular, o principio de Pascal que mostra que num líquido a pressão se transmite igualmente em todas as direções.
“O acréscimo de pressão produzido num líquido em equilíbrio transmite-se integralmente a todos os pontos do líquido.”
Exemplo 1: Consideremos um líquido em equilíbrio colocado em um recipiente. Vamos supor que as pressões hidrostáticas nos pontos A e B sejam, respectivamente, 0,2 e 0,5 atm.
Se através de um êmbolo comprimir o líquido, produzindo uma pressão de 0,1 atm. Todos os pontos do líquido sofrerão o mesmo acréscimo de pressão. Portanto os pontos A e B apresentarão pressões de 0,3 atm, e 0,6 atm, respectivamente.
As prensas hidráulicas em geral, sistemas multiplicadores de força, são construídos com base no Princípio de Pascal. Uma aplicação importante é encontrada nos freios hidráulicos usados em automóveis, caminhões, etc. Quando se exerce uma força no pedal, produz-se uma pressão que é transmitida integralmente para as rodas através de um líquido, no caso, o óleo.
As figuras seguintes esquematiza uma das aplicações práticas da prensa hidráulica: o elevador de automóveis usado nos postos de gasolina.
Pelo princípio de Pascal,
Sendo ∆p1 = ∆p2 e lembrando que  ∆p = escrevemos:
Como A2 > A1, temos F2 > F1, ou seja, a intensidade da força é diretamente proporcional à área do tubo.
Desenvolvimento
Apresentação:
 Este relatório apresenta as etapas da realização do protótipo da disciplina APS ministrada pelos professores. O protótipo consiste na construção de um braço mecânico com quatro movimentos diverso. O mesmo será controlado por seringas, buscando a capacidade de movimentar pequenos objetos.
Descrição:
 
 Braço mecânico foi construído com madeira, plástico e metal. Seu funcionamento é com base nos princípios de pascal, onde demonstra que uma variação na pressão aplicada em um fluído ideal confinado é transmitida integralmente para todas as posições do fluído e para as paredes do recipiente que o contém. 
 No braço mecânico cada articulação é montada com dois cilindros, à força (N) feita na menor é proporcional à sua área, ou seja, bem pequena. Quando o fluido (água) é pressionado para o outro êmbolo, ele produz uma força (N) também proporcional a esta área, de modo que a força será tanto maior quanto maior for a tal área. Quando se pressiona o êmbolo pequeno (do cilindro), é extremamente difícil de impedir que o êmbolo maior suba, pois, como já foi explicada, a força nele é muito maior. 
 Abaixo os detalhes de cada peça do conjunto.
01- base plana e horizontal, sua finalidade é fixar e manter as partes do braço equilibrado sobre a articulação de giro e também fixar as seringas de comando.
02-A base de giro liga a base horizontal com a base vertical, e tem como principal finalidade proporcionar o movimento circular de aproximadamente 70.
03-A base vertical esta ligado com base de giro onde tem um suporte preso a uma seringa de 20 ml. Tem por função dar origem ao movimento de giro e prende a seringa que faz o movimento horizontal.
04-O antebraço é responsável pelo movimento horizontal, esta presa na articulação da base vertical, e faz articulação com o antebraço, e prende uma seringa de 20 ml para o movimento do antebraço.
05-O braço faz articulação com o antebraço, e prende uma seringa que movimenta a haste onde esta fixa o eletroímã.
06-
07-As seringas têm por tarefa gerar os movimentos do conjunto. Cada seringa faz par com uma seringa menor, suas dimensões são de 20 ml.
08-As mangueiras faz a transmissão da água de uma seringa para outra.
09-Os tobos e parafusos são responsáveis de prender as seringas nos braços.
	Detalhe
	Denominação
	Material
	Quantidade
	Medida (mm)
	1
	Base horizontal
	Madeira
	1
	200x300
	2
	Base giratória
	Madeira
	1
	160x45x12
	3
	Braço
	Madeira
	1
	250x45x12
	4
	Antebraço
	Madeira
	1
	250x45x12
	5
	Haste do eletroímã
	Madeira
	1
	200x45x12
	8
	Seringas
	Polipropileno
	 
	 
	7
	Mangueira
	Polipropileno
	8m
	6Ø
	8
	Abraçadeira
	Polipropileno
	12
	500x0,6Ø
	
	
	
	
	
	9
	Parafuso rosca soberba 
	Metal
	15
	14x3Ø
	10
	Parafuso rosca soberba 
	Metal
	8
	43x3 Ø 
	11
	Dobradiça
	Metal
	5
	35x15
	12
	Fio esmaltado
	Cobre
	2m
	0,5mm²
Calculo do Eletroímã
B= Campo Magnético
μ = Permeabilidade Magnética
I= Corrente = 1,8A
L=Comprimento do fio condutor
B = µ.i/2.pi.d 
B= 4.pi.10^-7.1,8A/2.pi.1,7m
B= 10,58 T
Calculo da Força do Eletroímã
F = B.i.L.sen a 
F = B.i.L.sen a = 95,5.µ.0,25.1 = 2,9987.10^-4 N 
F=10,58.1,8.sen90.1,7
F= 32,39 N
Planilha de Custos
	Custos dos materiais utilizados no projeto:
	
	Qtd
	Descrição
	Preço por unidade R$
	Total
	15
	Parafuso rosca soberba 
	R$ 0,25
	R$ 3,75
	8
	Parafuso rosca soberba 
	R$ 0,25
	R$ 2,00
	5
	Dobradiça
	R$ 2,00
	R$ 10,00
	1
	Barra roscada 8m
	R$ 6,00
	R$ 6,00
	10
	Porcas 8mm
	R$ 0,40
	R$ 4,00
	2
	Tubo pvc 1/2"
	R$ 1,50
	R$ 3,00
	4
	Conexão tipo T 1/2"
	R$ 2,00
	R$ 8,00
	2
	Conexão 90° 1/2"
	R$ 1,00
	R$ 2,00
	4
	Seringas 10ml
	R$ 1,00
	R$ 4,00
	4
	Seringas 20ml
	R$ 1,50
	R$ 6,00
	2
	Fio esmaltado
	R$ 1,00
	R$ 2,00
	10
	Fita helerman
	R$ 0,40
	R$ 4,00
	1
	Botão on/off
	R$ 3,00
	R$ 3,00
	1
	Suporte para pilhas AA
	R$ 5,50
	R$ 5,50
	4
	Fio duas vias 0,5mm
	R$ 2,00
	R$ 8,00
	4
	Pilhas AA
	R$ 3,40
	R$ 13,60
	4
	Mangueira pneumatica PN 6x1
	R$ 0,50
	R$ 2,00
	1
	Fita isolante 3M 33+
	R$ 12,00
	R$ 12,00
	Total
	 
	 
	R$ 98,85
Ilustrativo do Projeto
Base
Base Giratória
Haste do Eletroímã
Eletroímã
Braço
Ante Braço
	 Atividades
	12/10/14
	13/10/14
	14/10/14
	20/10/14
	21/10/14
	DATA
	
	
	
	
	
	
	
	
	3
	5
	5
	7
	2
	4
	4
	3
	3
	2
	HORAS
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Pesquisa na internet
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Compra do material utilizado
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	
	Construção da base vertical
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	
	Construção do braço
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	
	Construção do antebraço
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	
	Construção da garra
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	
	Construção da base horizontal
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	
	Montagem
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	
	Calculo da experiência
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	
Cronograma:
Cronograma de atividades objetivas
Discursão: 
 Este contexto traz a abordagem teórica, os cálculos da área dos cilindros, determinação da pressão, e verifica o aumento da força adquirido pelo fenômeno físico.
• Formula da área de um cilindro 
Área do cilindro é dada por: Ac = 
A= Área 
d= Diâmetro
h= altura 
 Calculo da pressão nos cilindros dos movimentos vertical e horizontal do braço. 
Conjunto de cilindros- 10 ml e 20 ml
Cilindro de 10 ml – controlado pelo operador. 
Diâmetro = 12,50mm = 1, 250 cm 
 Altura =512 mm = 5,12 cm 
Atc = 2. 0,625.5,12
Atc =20,11 cm2
 
Observação: a força adotada para determinação da pressão será de 10 N em todos os cilindros de menor área de cada conjunto. 
• Formula da Pressão 
P= Pressão (Pa) 
F= Força (N) 
A=Área (cm²) 
P= 
F= 10 N Ac=20, 11 cm2 P=? 
 P = P=0,497 Pa 
A força transmitida para o cilindro do braço vertical (10 ml) é dada pela multiplicação F= A.P, onde P é a pressão exercida no cilindro anterior (de 5 ml).
Diâmetro = 14,50mm = 1, 450 cm 
Altura =720 mm = 7,20 cm 
Atc = 2. 0,725.7,20
Atc =32,80 mm2
F=32,80.0,497
F=16,30 N
Ouve um aumento de força de 6,30 N
Conclusão:
Era esperado que o projeto Braço Mecânico conseguisse movimentar objetos na vertical e na horizontal, aplicando uma pequena força na seringa com diâmetro menor, assim transmitindo a pressão através do fluido (água) para a seringa de diâmetro maior no intuito de ter um aumento de força. Conforme foi verificado na discursão acima, através dos cálculos foi constatado que de fato ouvi um aumento da força nos cilindros de maior área. Assim possibilitou movimentar pequenos objetos utilizando uma força menor.
 
 
Bibliografia:
Artigos da internet
http://www.youtube.com/watch?v=Rvji_Q2YFQ4
http://educacao.uol.com.br/disciplinas/fisica/principio-de-pascal-teoria-e-aplicacoes.htm
http://www.algosobre.com.br/fisica/principio-de-pascal.html
Pesquisa em livro- acervo UNIP
Paul A. Tipler | Gene Mosca.
Física para cientistas e engenheiros 
Volume 1
Capitulo 3, paginas 432 a 437.