A maior rede de estudos do Brasil

Grátis
21 pág.
APS - 2014 2ª SEMESTRE (CARINHO DE PROPULSÃO)

Pré-visualização | Página 1 de 4

UNIP – UNIVERSIDADE PAULISTA
ICET - Instituto de Ciências Exatas e TecnologiaSÃO JOSÉ DO rIO PRETO
APS – atividades práticas SUPERVISIONADA
2º SEMESTRE 2014
SÃO JOSÉ DO RIO PRETO
2014
JULIO CESAR GOMES DA SILVA - RA: B650DI-0
LEANDRO EUGENIO SEGATO - RA: B4964D-3
LEONARDO XAVIER LUIS - RA: B61615-6
JOÃO KAIQUE TOMAZ DOS SANTOS - RA: B44GAF-4
MARCELO VISCOVINI NETO – B8126F7
DANIEL GONÇALVES DOS SANTOS – T343194
					
ELABORAÇÃO E CONSTRUÇÃO DE UM CARRO COM PROPULSAO A JATO DE AR
Apresentado como exigência para a avaliação do segundo bimestre, do segundo semestre, do curso de Engenharia da Universidade Paulista, sob orientação dos professores do semestre. Atividades Práticas Supervisionadas – trabalho 
SÃO JOSÉ DO RIO PRETO
2014
Introdução
	Propulsão a jato é o nome dado à força expelida por um motor através de um jato intenso de algum fluído, gerando impulso. Essa reação foi um dos avanços possibilitados pela aplicação da Terceira Lei de Newton. A Terceira Lei de Newton ou Princípio de Ação e Reação diz que toda força é resultado da interação física de dois corpos distintos, ou mesmo partes distintas de um mesmo corpo. Ou seja, quando um corpo A aplica uma força sobre um corpo B, recebe deste uma força de mesma intensidade e mesma direção, porém de sentido contrário.
	Este trabalho possibilita aplicar os conhecimentos adquiridos em sala de aula, contribuir para o crescimento acadêmico e profissional, uma vez que o trabalho em equipe, a troca de ideias, o comprometimento e a sinergia do grupo, são pontos que certamente contribuem para o aumento do potencial de cada um dos alunos integrantes deste projeto.
Objetivo
	O Programa de APS (Atividades Práticas Supervisionadas) é realizado pelos alunos do curso de graduação em Engenharia Mecânica, da Universidade Paulista (UNIP) de São José do Rio Preto.
	Projetar e construir um carro com propulsão a jato de ar, que permita o transporte de massa padrão de 2,0 kg, por uma pista de dimensões pré-estabelecidas e em linha reta. Que consiste em uma disputa entre os carros, com a finalidade de atingir a maior distância.
Desenvolvimento teórico
	Isaac Newton publicou estas leis em 1687, no seu trabalho de três volumes intitulado Philosophia Naturalis Principia Mathematica. As leis expressam os princípios relacionados à dinâmica da matéria, ou seja, à estática ou movimento de objetos físicos.Newton, usando as três leis da mecânica juntamente com a lei da gravitação universal, deduziu matematicamente as leis de Kepler, que à época, há pouco empiricamente estabelecidas, já descreviam, com precisão até hoje válida, o movimento dos orbes celestes (planetas); e por extensão de quaisquer corpos em órbita ao redor de um corpo central. Quanto à dedução, a história relata uma aposta entre Edmund Halley e alguns de seus contemporâneos. Edmund, ao procurar a ajuda de Newton para resolver o problema, surpreendeu-se quando ele afirmou que já o havia resolvido outrora, só não lembrava onde enfiara os papeis 1 .A concordância entre as leis descobertas por Kepler e as por Newton propostas representou uma significativa corroboração tanto à teoria heliocêntrica como à gravitação universal. A teoria mecânica que assim se consolidou - a primeira nos moldes científicos modernos - era agora capaz não apenas de descrever com precisão o movimento dos corpos tanto planetários como celestes - em pé de igualdade - como também provia uma explicação causal para tais movimentos; no caso dos corpos celestes ou mesmo da queda livre, a gravidade.
Primeira lei de Newton
	Lei I: “Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele.”
	Conhecida como princípio da inércia, a primeira lei de Newton afirma que: se a força resultante (o vetor soma de todas as forças que agem em um objeto) é nula, logo a velocidade do objeto é constante. Consequentemente:
Um objeto que está em repouso ficará em repouso a não ser que uma força resultante aja sobre ele. Um objeto que está em movimento não mudará a sua velocidade a não ser que uma força resultante aja sobre ele. Newton apresentou a primeira lei a fim de estabelecer um referencial para as leis seguintes. A primeira lei postula a existência de pelo menos um referencial, chamado referencial newtoniano ou inercial, relativo ao qual o movimento de uma partícula não submetida a forças é descrito por uma velocidade (vetorial) constante. As leis de Newton são válidas somente em um referencial inercial. Qualquer sistema de referência que está em movimento uniforme respeitando um sistema inercial também é um sistema referencial; o que se expressa via Invariância de Galileu ou Newtoniana. A lei da inércia aparentemente foi percebida por diferentes cientistas e filósofos naturais de forma independente.
Segunda lei de Newton
	Lei II: “A mudança de movimento é proporcional à força motora imprimida, e é produzida na direção de linha reta na qual aquela força é imprimida. “A segunda lei de Newton, também chamada de princípio fundamental da dinâmica, afirma que a força resultante em uma partícula é igual à taxa temporal de variação do seu momento linear  em um sistema de referência inercial:
.
	Esta lei, conforme acima apresentada, tem validade geral, contudo para sistemas onde a massa é uma constante, a massa pode ser retirada da razão (derivada), o que resulta na;
Conhecida expressão muito difundida no ensino médio. 
.
	Nesta expressão,  é a força resultante aplicada, m é a massa (constante) do corpo e  é a aceleração do corpo. A força resultante aplicada a um corpo produz uma aceleração a ela proporcional. Embora em extensão igualmente válido, neste contexto faz-se fácil perceber que, sendo a massa, o comprimento e o tempo definido como grandezas fundamentais, a força é uma grandeza derivada. Em termos de unidades padrões, Newton (N), quilograma (kg) metro (m) e segundo (s), tem-se;
	Em casos de sistemas à velocidades constantes e massa variável, a exemplo um fluxo constante de calcário caindo sobre uma esteira transportadora em umas indústrias descimento, a velocidade pode ser retirada da derivada e a força horizontal sobre a esteira pode ser determinada como:
.
onde  é a velocidade constante da esteira e  é a taxa temporal de depósito de massa sobre esta (em Física usualmente se usa o ponto como abreviação de taxa (derivada) temporal: 
)
	Em casos mistos onde há variação tanto da massa como da velocidade - a exemplo do lançamento do ônibus espacial - ambos os termos fazem-se necessários, e esses são separáveis apenas mediante mecanismos matemáticos adequados (regra do produto).A segunda lei de Newton em sua forma primeira, , ainda é válida mesmo se os efeitos da relatividade especial forem considerados, contudo no âmbito da relatividade a definição de momento de uma partícula sofre modificação, sendo a definição de momento como o produto da massa de repouso pela velocidade válida apenas no âmbito da física clássica.
Impulso.
	Um impulso  ocorre quando uma força  age em um intervalo de tempo Δt, e é dado por:
	Se a força que atua é constante durante o tempo no qual atual, esta definição integral reduz-se à definição usualmente apresentada em nível de ensino médio:
.
	Já que força corresponde à derivada do momento no tempo, não é difícil mostrar que:
	Trata-se do teorema do impulso variação da quantidade de movimento, muito útil na análise de colisões e impactos.
Sistema de partículas e massa variável
	Sistemas de massa variável, como um foguete queimando combustível e ejetando partes, não é um sistema fechado; e com a massa não é constante, não se pode tratá-lo diretamente via segunda lei conforme geralmente apresentada nos cursos de ensino médio.
.
	O raciocínio, apresentado em An Introduction to Mechanics de Kleppner e Kolenkow bem como em outros textos atuais,