APS - DP_ADAPTACAO_2° SEMESTRE

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DP – ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA 
PROJETO DE FÍSICA LIGADO A SUSTENTABILIDADE 
GUINDASTE HIDRÁULICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BAURU/SP 
SETEMBRO/2020 
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SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO 03 
2 OBJETIVOS 04 
2.1 Objetivo Geral 04 
2.2 Objetivos Específicos 04 
3 JUSTIFICATIVA 05 
4 METODOLOGIA 06 
4.1 Guindastes Hidráulico 06 
4.2 O Que fundamenta a “Transmissão Hidráulica?” 07 
4.2.1 Blaise Pascal 07 
4.3 Funcionamento 09 
4.4 O Guindaste Hidráulico ( Passo a Passo ) 10 
4.5 Etapas de Construção do Guindaste 11 
5 IMPACTOS PRODUZIDOS NO MEIO ACADÊMICO X ENGENHARIA 13 
6 CONCLUSÃO 14 
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 15 
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1 INTRODUÇÃO 
 
Em nosso cotidiano, nos deparamos com equipamentos que auxiliam nossas 
vidas, tais como: macaco e elevador hidráulicos, cadeira de dentista,entre outros. 
Para entendermos como isso funciona, fizemos algo parecido, como um guindaste 
hidráulico de seringas. O princípio da física utilizado foi o principio de Pascal que diz 
“A variação da pressão do ponto de um liquido é transmitida integralmente a todos 
os pontos do líquido e as paredes do recipiente onde está contido”. 
Como forma de intensificar o nosso aprendizado e através de pesquisas 
decidimos fazer um protótipo de um guindaste onde o seu movimento é dado devido 
a força aplicada sobre um líquido, presente dentro das seringas e mangueiras de 
aquário usando os princípios de Pascal. 
Os guindastes são de grande utilidade hoje em dia para movimentação de 
contêineres nos portos e cidades em geral. Também são utilizados em ferros velhos 
e outros lugares que necessitam movimentar quaisquer tipos de objetos pesados. 
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2 OBJETIVOS 
 
 
 
2.1 OBJETIVO GERAL 
 
Desenvolver um projeto de física sustentável e construir um Guindaste 
Hidráulico de acordo com o princípio de Pascal. 
 
 
 
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
 
 
• Verificar a lei de Pascal, 
 
• Reduzir esforço físico, 
 
• Demonstrar o funcionamento de um guindaste, 
 
• Demonstrar variação de volume e pressão exercida no movimento. 
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3 JUSTIFICATIVA 
 
Um guindaste pode içar milhares de quilos usando o simples conceito da 
transmissão de forças de um ponto a outro com um fluído. Os guindastes hidráulicos 
possuem uma construção bem simples, mas podem executar tarefas difíceis que de 
outra forma pareceriam impossíveis. Em questão de minutos, essas máquinas são 
capazes de levantar vigas de muitas toneladas para pontes, construções, 
equipamento pesados em fábricas, entre outros. 
De acordo com os conhecimentos que foram adquiridos no decorrer do 
primeiro semestre, o projeto pôde ser desenvolvido considerando sua viabilidade 
econômica e os benefícios que pode trazer ao ambiente de trabalho 
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4 METODOLOGIA 
 
A Metodologia empregada para a pesquisa constituiu em duas partes: 
A primeira foi a Construção do projeto - experimentação 
A segunda parte foi a metodologia empregada para a pesquisa foi a de 
consulta à bibliografia existente de dados informativos de Física, da teoria para a 
prática como base para a fundamentação teórica. 
Utilização de livros e da internet para um melhor planejamento do projeto 
 
4.1- GUINDASTE HIDRÁULICO 
 
Este projeto tem a finalidade de apresentar um estudo referente à construção 
de um Guindaste Hidráulico proporcionando ao operador menos esforço e menor 
número de operários necessários para a tarefa. Para isso, associamos conceitos de 
Tópicos de Física Geral e Experimental e Mecânica da Partícula. 
No cotidiano as pessoas se deparam com inúmeros equipamentos que 
simplificam suas atividades físicas exaustivas diminuindo a força física. 
O nosso projeto é um guindaste hidráulico que possui movimentos na vertical, 
horizontal e radial. O braço é usado para transportar objetos pesados, possui 
sistema hidráulico que da uma força maior ao braço mecânico, a posição das 
seringas foi levado em conta para poder dar duas ampliações distintas; pressão e 
alavanca, dando assim mais força para levantar cargas, além de aumentar a 
produtividade do trabalho e também diminuir a mão de obra visando um lucro maior. 
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4.2- O QUE FUNDAMENTA A “TRANSMISSÃO HIDRÁULICA”? 
 
Em 1648, Blaise Pascal publicou sua obra " Récit de la grande expérience 
de l'équilibre des liqueurs...” (Relato da grande experiência sobre o equilíbrio dos 
líquidos...) relacionada com a pressão dos fluídos e hidráulica. 
 
Nela, Pascal expressa o que é hoje conhecido como o “Princípio de Pascal” : 
“a pressão aplicada a um fluido contido em um recipiente é transmitida 
integralmente a todos os pontos do fluído e às paredes do recipiente que o 
contém”. Este é o princípio que fundamenta o funcionamento do macaco hidráulico, 
da prensa hidráulica e das transmissões hidráulicas de um modo geral. 
 
Multiplicação Hidráulica. 
 
Muitas vezes, o uso de sistemas de alavancas não é suficiente para imprimir 
forças de certa intensidade. 
 
Para multiplicar, ainda mais, as forças que somos capazes de exercer, usam- 
se dispositivos como o mostrado na figura. Trata-se de um sistema que usa dois 
cilindros, com pistões de diâmetros diferentes e que se conectam por intermédio de 
um fluido (óleo). 
 
No dispositivo representado, aplicando-se uma força de 50 Newtons no pistão 
menor, consegue-se uma força de 450 Newtons (9 vezes maior) no pistão maior 
(área 9 vezes maior). Pelo Princípio de Pascal, a pressão nos dois cilindros é a 
mesma. Porém como: Pressão = Força/Área, a força que aparece no pistão de área 
maior será também maior. 
 
4.2.1- Blaise Pascal 
Blaise Pascal nasceu a 19 de Junho de 1623, foi um filósofo, físico e 
matemático francês de curta existência, que como filósofo e místico criou uma das 
afirmações mais pronunciadas pela humanidade nos séculos posteriores, O coração 
tem razões que a própria razão desconhece síntese de sua doutrina filosófica: o 
raciocínio lógico e a emoção. 
Filho de um professor de matemática, Etienne Pascal, foi educado sob forte 
influência religiosa. O seu talento precoce para as ciências físicas levou a família 
para Paris, onde ele se dedicou ao estudo da matemática. 
 
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Acompanhou o pai quando este foi transferido para Rouen e lá realizou as 
primeiras pesquisas no campo da Física. Realizou experiências sobre sons que 
resultaram em um pequeno tratado (1634) e no ano seguinte chegou à dedução de 
32 proposições de geometria estabelecidas por Euclides. Publicou Essay pour les 
coniques (1640), contendo o célebre teorema de Pascal. 
Excelente matemático especializou-se em cálculos infinitesimais e criou um 
tipo de máquina de somar que chamou de La pascaline (1642), a primeira 
calculadora mecânica que se conhece, conservada no Conservatório de Artes e 
Medidas de Paris. 
De volta a Paris (1647), influenciado pelas experiências de Torricelli, 
enunciou os primeiros trabalhos sobre o vácuo e demonstrou as variações da 
pressão atmosférica. A partir de então, desenvolveu extensivas pesquisas utilizando 
sifões, seringas, foles e tubos de vários tamanhos e formas e com líquidos como 
água, mercúrio, óleo, vinho, ar, etc, no vácuo e sob pressão atmosférica. 
Aperfeiçoou o barômetro de Torricelli e, na matemática, publicou o célebre Traité du 
triangle arithmétique (1654). Juntamente com Pierre de Fermat, estabeleceu as 
bases da teoria das probabilidades e da análise combinatória (1654), que o 
neerlandês Huygens ampliou posteriormente (1657). 
Neste mesmo ano, abandonou as ciências para se dedicar exclusivamente à 
teologia, e no ano seguinte recolheu-se à abadia de Port-Royal des Champs, centro 
do jansenismo, só voltando às ciências em 1658. Neste período publicou seus 
principais livros filosófico-religiosos: Les Provinciales (1656-1657), conjunto de 18 
cartas escritas para defender o jansenista Antoine Arnauld, oponente dos jesuítas 
que estava em julgamento pelos teólogosde Paris, e Pensées, um tratado sobre a 
espiritualidade, em que fez a defesa do cristianismo e marcou o início de seu 
afastamento dos jansenistas, facção católica inspirada em Santo Agostinho. 
Como teólogo e escritor destacou-se como um dos mestres do racionalismo 
e irracionalismo modernos e sua obra influenciou os ingleses Charles e John 
Wesley, fundadores da Igreja Metodista. Um dos seus tratados sobre hidrostática, 
Traité de l'équilibre des liqueurs, só foi publicado postumamente, um ano após sua 
morte (1663). Esclareceu finalmente os princípios barométricos, da prensa hidráulica 
e da transmissibilidade de pressões. 
 
 
 
 
 
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Estabeleceu o Princípio de Pascal: “Num líquido em repouso ou equilíbrio as 
variações de pressão transmitem-se igualmente e sem perdas para todos os pontos 
da massa líquida.” 
É o princípio de funcionamento do macaco hidráulico. 
Na Mecânica é homenageado com a unidade de tensão mecânica (ou 
pressão) Pascal (1Pa = 1 N/m²; 105 N/m² = 1 bar). 
 
4.3 FUNCIONAMENTO 
Segundo o princípio de Pascal, que fora enunciado em 1652 por Blaise 
Pascal (1623- 1662), demonstra que uma variação na pressão aplicada em um 
fluído ideal (incompressível) confinado é transmitida integralmente para todas as 
posições do fluído e para as paredes do recipiente que o contém. No braço 
mecânico cada articulação e montado com dois cilindros, a força (Newton) feita 
na menor é proporcional à sua área, ou seja, bem pequena. Quando o fluído (água) 
é pressionado para o outro êmbolo, ele produz uma força (Newton) 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 explicado, a força nele é 
muito maior. 
O sistema explica os Princípios de Pascal e Stevin, com isso simula o 
funcionamento de qualquer dispositivo hidráulico, como freios de automóveis, 
direção hidráulica e braço mecânico hidráulico, por exemplo. 
Para acionar o protótipo, basta pressionar as seringas e verificar que, cada 
uma, é capaz de realizar movimento em certa direção (horizontal, vertical e radial). 
Os canos feitos de PVC são responsáveis por quase toda estrutura do 
protótipo, e, as seringas junto com as finas mangueiras (de aquário) são utilizadas 
no sistema hidráulico controlando os movimentos verticais de avanço e recuo, 
realizados pelo braço. 
A pressão exercida pelo êmbolo de cada seringa é transferida a todos os 
pontos do fluido e, através de água, chega às seringas fixas, que empurram as 
partes móveis do experimento 
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4.4 - O Guindaste hidráulico (Passo a Passo) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O Guindaste funciona a partir da transmissão hidráulica de força, mediante a 
pressão que se exerce em seringas de diferentes diâmetros. O fluido de operação é 
a água. 
 
Materiais Utilizados: 
 
3 seringas de 10 ml; 
 
3 seringas de 20 ml; 
1 base de madeira; 
2 dobradiças; 
Parafusos comprido com porca e arruelas; 
Tubos de PVC de 25mm e de 20mm; 
Garrafa pet com tampa; 
Mangueira de plástico (utilizada em aquário); 
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Parafusos para madeira; 
Presilhas; 
3 ( ts) de 20mm; 
 
4 cotovelos de 20mm; 
Água; 
Tinta, 
Elásticos; 
Corante para diferenciar a cor do liquido; 
Lacre “Enforca Gato”. 
Cola 
 
4.5 ETAPAS DE CONSTRUÇÃO DO GUINDASTE HIDRÁULICO 
 
 
 
O protótipo construído é um guindaste feito de tubos de PVC e usa como 
cilindro hidráulico uma seringa 
O corpo do Guindaste é feito com um cano em PVC de 25 mm dentro de 
outro cano de 20 mm servindo de pino. 
A garra é feita de polietileno, 
 
O pratinho também é feito de polietileno e a técnica do corte segue o mesmo 
princípio de como fazer uma polia. 
A parte do braço realiza movimentos, pois está acoplada nas seringas. 
A base vertical realiza os movimentos rotacionais, as garras movimentam-se 
abrindo e fechando, dessa forma agarrando o objeto. 
 
• 3 seringas de 10 ml 
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• 3 seringas de 20 ml embutidas e fixadas em canos de PVC. 
• A Haste (A) vertical principal, 38 cm, 
• O Braço (B), tubo horizontal 50 cm tendo na sua extremidade uma 
garra para suportar cargas. 
• Acoplado a Haste (A), um tubo de PVC de 8 mm serve como pino; 
• A seringa I é presa em um furo, no disco de polietileno e preso na 
base de PVC 
• A seringa II é presa na haste de PVC, também fixado na base. 
• A seringa III conecta a extremidade do êmbolo da seringa III com a 
Haste B, de modo a produzir rotação. 
• As seringas IV, responsáveis pelo envio de fluido nas demais 
seringas, permitem com que ocorra a sua movimentação em ambos 
os sentidos. 
• Três pedaços da mangueira conectam a seringa que têm água 
como fluido de operação. 
 
Com essa montagem, a partir do exercício de pressão em três seringas I, II, III 
e IV. A carga pode ser movimentada de modo que a sua posição varia na vertical, 
horizontal e radial. 
 
Com canos de PVC, mangueiras de plástico, seringas, tê’s, cotovelos e outros 
materiais, já elencados anteriormente, foram possíveis a construção deste 
equipamento que possui 46 centímetros de altura e 52 centímetros do elevador à 
garra 
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5 IMPACTOS PRODUZIDOS NO MEIO ACADEMICO X ENGENHARIA 
 
O Princípio de Pascal é uma das aplicações tecnológicas mais interessantes 
na Física. Com ele, podemos aplicar uma força em uma situação, e a força pode ser 
multiplicada muitas vezes, dependendo da área de sua aplicação. 
 
Aplicações: 
 
Ação de fluidos sobre superfícies submersas. Ex.: barragens. 
Equilíbrio de corpos flutuantes. Ex.: embarcações. 
Ação do vento sobre construções civis. 
Estudos de lubrificação. 
Transporte de sólidos por via pneumática ou hidráulica. Ex.: elevadores hidráulicos. 
Cálculo de instalações hidráulicas. Ex.: instalação de recalque. 
Cálculo de máquinas hidráulicas. Ex.: bombas e turbinas. 
Instalações de vapor. Ex.: caldeiras. 
Para o funcionamento da máquina através do fluido (água) que vai de uma 
seringa a outra, usamos como base o conhecimento em hidráulica, mecânica, 
compressibilidade do ar, incompressibilidade da água e a Lei de Pascal, a qual 
explica da melhor forma como são gerados os movimentos. 
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6 CONCLUSÃO 
 
O trabalho prático e a pesquisa teórica possibilitaram para o nosso grupo 
observar através da teoria de Pascal o funcionamento do sistema de fluidos no 
processo hidráulico do mecanismo do projeto exposto, percebemos que o estudo de 
dinâmica de fluidos é de extrema importância em diversas aplicações, uma das 
principais vantagens da utilização dos sistemas de controle hidráulico é a habilidade 
para lidar com cargas muito grandes. Atualmente muitos tipos de equipamentos 
contam com algum tipo de sistema de controle hidráulico, incluindo navios, 
aeronaves, embarcações, elevadores, guindastes hidráulicos, carros e caminhões, 
geralmente contêm sistemas de freios hidráulicos, e uma variedade de máquinas 
industriais e de produção também dependem desses controles para a operação 
segura e eficaz.ra a engenharia os sistemas de controle hidráulico podem influenciar 
o movimento ou o funcionamento de uma máquina de diversas maneiras. O mais 
básico envolve o controle manual, onde operários ou mecanismos robóticos viram 
um interruptor, puxando uma alavanca ou girando um volante. Estes movimentos 
das unidades com fluido hidráulico servem para realizar a ação desejada. 
 
No entanto a elaboração do trabalho foi muito positiva para conhecimento 
teórico acima citado mais principalmente na troca de informações e de experiência 
com profissionais, bem como o envolvimento do grupo em discutir e resolver os 
entraves na construção do protótipo até o momento do seu funcionamento. 
O trabalho poderia ter sido facilitado se nós tivéssemos um tempo maior para 
sua realização, pois houve a necessidade de simulações, dos quais permitiram 
verificar melhoramento do mesmo.No desenvolvimento do trabalho percebe-se o gasto de tempo repetindo 
algumas etapas na construção do projeto, isso ocorreu devido a falta de experiência 
prática com os materiais e com as ferramentas utilizadas, mesmo tendo um projeto 
semelhante on-line. Portanto, o trabalho foi proveitoso no sentido de analisar e 
aplicar as questões e conhecimentos adquiridos no decorrer do semestre em sala de 
aula. 
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7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
➢ www.rc.unesp.br/showdefisica/experimentos/guindaste/guindaste.htm 
➢ docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:qvuB12j7MIQJ:www.ifi.unicamp.br/~lunazzi/F 
530_F590_F690_F 
➢ http://pt.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A2nica_dos_fluidos 
 
➢ www.webartigos.com/artigos/relatorio-hidrostatica-maquinas-hidraulicas-a-aplicacao- 
do-principio-de-pascal/91426/ 
➢ http://ciencia.hsw.uol.com.br/guindastes-hidraulicos1.htm 
 
➢ http:/www.rc.unesp.br/showdefisica/experimentos/guindaste/guindaste.htm 
 
➢ http://www.clubedecienciasufam.com/2009/12/experimentos-materiais 
 
➢ www.infoescola.com/fisica/mecanica-dos-fluidos/ 
 
➢ WWW //profs.ccems.pt/PauloPortugal/PHYSICA/Tema_c/Tema_c.htm 
➢ .if.usp.br/mecanica/basico/hidrostatica/pascal/ WWW 
 
➢ www.efeitojoule.com/2011/05/principio-de-pascal-principio-de-pascal.html 
 
➢ www.brasilescola.com.br/fisica/principiodepascal 
 
➢ http://pt.wikipedia.org/wiki/Princ%C3%ADpio_de_Pascal 
 
➢ http://www.infopedia.pt/$lei-de-pascal 
 
➢ http://www.brasilescola.com/fisica/maquinas-hidraulicas-aplicacao-principio- 
pascal.ht 
http://www.rc.unesp.br/showdefisica/experimentos/guindaste/guindaste.htm
http://www.ifi.unicamp.br/~lunazzi/F
http://pt.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A2nica_dos_fluidos
http://www.webartigos.com/artigos/relatorio-hidrostatica-maquinas-hidraulicas-a-aplicacao-
http://ciencia.hsw.uol.com.br/guindastes-hidraulicos1.htm
http://www.rc.unesp.br/showdefisica/experimentos/guindaste/guindaste.htm
http://www.clubedecienciasufam.com/2009/12/experimentos-materiais
http://www.infoescola.com/fisica/mecanica-dos-fluidos/
http://www.efeitojoule.com/2011/05/principio-de-pascal-principio-de-pascal.html
http://www.brasilescola.com.br/fisica/principiodepascal
http://pt.wikipedia.org/wiki/Princ%C3%ADpio_de_Pascal
http://www.infopedia.pt/%24lei-de-pascal
http://www.brasilescola.com/fisica/maquinas-hidraulicas-aplicacao-principio-