Relatório Ponte Levadiça

7/25/2019 Relatrio Ponte Levadia

1/13

Engenharia Ambiental

Laboratrio de Fsica II

PONTE LEVADIA

Bruno Duarte Yamanaka RA:132270331

Felipe Goulart Moraes RA:132270455

Larissa Yumi Kuroki RA:132270684

Lucas Augusto Silva Nogueira RA:132270587

MAIO/2014


2/13

1 OBJETIVOS

Utilizando de mtodos visuais e didticos, assimilar o conceito de Eixo e

como distintos pontos de aplicao de foras atuam nele. Compreender o

conceito de Torque a partir de diferentes distncias do mesmo ao eixo de uma

ponte, relacionando-o a foras como Peso e Trao.

2 INTRODUO

2.1 PONTES ELEVADIAS E POLIAS

Pontes levadias so pontes comumente criadas sobre corpos de gua

para a locomoo de veculos terrestres, do mesmo modo que se eleva para

possibilitar a passagem de veculos martimos. Seu deslocamento ocorre

atravs do tracionamento de cabos, com o auxlio de contrapesos. Esse

deslocamento faz com que a ponte altere sua posio de horizontal para

vertical (ou prxima verticalidade), na maioria dos casos. [1]

As polias, ou roldanas, so objetos utilizados para alterar a direo e o

sentido da fora de trao e, em alguns casos, facilita a realizao de certas

tarefas. O tipo mais comum de polia a fixa. A polia fixa utilizada apenas

para mudar o sentido e a direo de uma fora, sem alterar a intensidade da

fora necessria para realizar o movimento. [2]

2.2 TORQUE

Torque uma grandeza vetorial aplicado em certo ponto, resultado da

multiplicao de uma fora F por uma distncia d(sendo d a distncia entre o

eixo de rotao e onde a fora aplicada).

O torque uma grandeza fsica definida pelo produto vetorial entre os

vetores de fora e a distncia d.

Devido ao maior grau de dificuldade para a abordagem da multiplicao

vetorial no ensino mdio, o torque muitas vezes simplificado e expresso


3/13

apenas como a multiplicao do brao pela componente da fora perpendicular

ao brao, o que matematicamente apresenta o mesmo resultado j que a

intensidade do vetor resultante dado pela equao 1. [3]

T= |r| x |f| x sen (1)

A soma dos torques aplicada na massa resulta uma acelerao angular

que provoca a rotao do corpo em estudo (Figura 1).

Figura 1Sentido da rotao causada pelo Torque da Fora F [4]

2.3 Representao das Foras e Medidas na Ponte

Para a ilustrao e demonstrao didtica das foras atuantes naestrutura da ponte levadia, apresentada a figura 2, com as respectivas

foras peso e trao, ngulo e distncia (do prego ao eixo de rotao).

Figura 2 - representao das foras e medidas


4/13

3.1 MATERIAIS

2 tbuas de madeira (com dimenso em torno de 50cm x 30cm),

utilizadas como base e como topo para a ponte;

5 tbuas grandes de madeira,2 tbuas mdias de madeira,6 tbuas

pequenas de madeira (dimenses apresentadas na tabela 1, dica: as tbuas

podem ser obtidas em caixas de fruta.);

Tabela 1Dimenses necessrias para tabuas, pequena, mdia e grande.

Dimenses (cm)

Grande

54,0 x 7,0 (espessura em torno de 0,5cm)

Mdia27,5 x 5,0 (espessura em torno de 1,0cm)

Pequena15,0 x 5,0 (espessura em torno de 1,0cm)

1 dobradia;

1 martelo;

1 alicate;

1 chave de fenda;

Verniz;

Pincel;

Pregos;

6 parafusos;

2 porcas;

2 roldanas de plstico (encontradas em carretis de linhas);

Transferidor (0,5);

Lixa;

Cola de madeira;

Furadeira;

Fio de nylon;

4 suporte para roldanas;

2 varetas de pipa;

1 gancho; 1 bucha;


5/13

1 garrafa pet;

1 suporte em formato cilndrico;

Areia fina;

Balana (0,01g); Rgua de 20cm (0,5cm)

3.2 MTODOS

3.2.1 Montagem da estrutura da ponte

1. Pegar a tbua de madeira de base e colar a ela, 3 tbuas grandes demadeira, formando hastes de sustentao. onde uma ficar ao fundo e duas

paralelas, conforme figura 3;

2. Colar 3 tbuas pequenas de madeira nas tbuas grandes de madeira para

dar maior sustentao, conforme figura 4;

3. Colar a tbua de madeira do topo nas tbuas grandes de madeira (hastes

de sustentao) com 3 tbuas pequenas de madeira auxiliando para a colagem

de maneira semelhante feita com a tbua de madeira de base, conforme

figura 5;

Figura 3

Figura 4


6/13

4. Pregar a tbua mdia de madeira entre as hastes paralelas de

sustentao, conforme figura 6;

5. Com as duas madeiras grandes restantes montar separadamente a ponte

colando-as conforme figura 7; dica: para uma maior firmeza na colagem das

tbuas, pode-se utilizar uma madeira longa e fina como apoio colando-a na

juno inferior;

6. Pregar 5 pregos ao longo desta ponte a cada 6cm, comeando da

extremidade final, conforme figura 8;

Figura 5

Figura 6

Figura 7


7/13

7. Parafusar a ponte tabua mdia de madeira usando uma dobradia de

modo a obter movimentao, conforme figura 9;

8. Colar duas varetas de pipa na tabua de madeira de base para servir de

apoio quando a ponte descer, conforme figura 10;

Figura 8

Figura 9

Figura 10


8/13

3.2.2 Montagem do sistema de movimentao da ponte

1. Pregar dois suportes para roldana de forma centralizada na parte superior

da tbua de madeira do topo a 6,5cm da extremidade, conforme figura 11;

2. Encaixar uma roldana de plstico com o uso de um parafuso e uma porca

nesse suporte, conforme figura 11;

3. Pregar dois suportes para roldana na tbua de base a 35cm da

extremidade anterior, conforme figura 12;

4. Encaixar uma roldana com um parafuso e uma porca no suporte, conforme

figura 12;

Figura 125. Com o uso de furadeira e bucha, pendurar um gancho na tbua de madeira

de topo a 15 cm da extremidade posterior, conforme figura 13;

Figura 13

Figura 11


9/13

3.2.3 Processo de levantamento da ponte

1. Fazer um furo a 20cm da extremidade anterior da tbua do topo para a

passagem de um fio, conforme figura 14;

Figura 14

2. Fazer um furo, de 2,5cm de dimetro, na tbua do topo a 10cm da

extremidade posterior, conforme figura 15. Esse furo ser usado para encaixedo funil feito de garrafa pet. Esse funil ser utilizado para encher o contrapeso

que movimentar a ponte levadia. Portanto, o furo deve estar alinhado ao

contrapeso conforme figura 16;

4. Amarrar um suporte cilndrico, que o contrapeso quando preenchido de

areia, no fio de nylon, conforme figura 16;

Figura 15

Figura 16


10/13

5. Passar este fio pelo gancho, em seguida pela roldana inferior, atravessar o

furo chegando a parte superior da tbua de topo, passar pela roldana superior

e amarrar ao prego desejado, conforme figura 17;

Figura 17

6. A ponte montada apresentada na figura 18.

3.2.4 Como realizar medidas com a ponte levadia

1. Pesar o suporte cilndrico;

2. Amarrar o fio de nylon ao prego desejado;3. Medir o ngulo formado pela ponte e pelo fio de nylon;

4. Derramar a areia atravs do funil at o suporte cilndrico at que se observe

o movimento da ponte, ento cessar o derramamento. Repetir o processo para

cada prego;

5. Aps o total levantamento da ponte, retirar o suporte cilndrico, pes-lo e,

ento, calcular a massa de areia.

Figura 18


11/13

4 RESULTADOS

Primeiramente foram medidas cinco distncias dos pontos

representados por pregos at o eixo de rotao da ponte, obtendo os valores.

Aps isso, foram medidas as massas necessrias para a elevao da ponte em

cada um dos pregos. Foi calculada a fora peso para o corpo suporte (peso1)

em cada uma das situaes, representadas na tabela 2.

Tabela 2Distncias, Massas e Peso1

Ponto Distncia (0,5cm) Massa (0,01kg) Peso1 (dyn)

1 54,0 782,19 766546,2

2 48,0 857,90 840742,0

3 42,0 904,58 886488,4

4 36,0 1013,51 993239,8

5 30,0 1077,76 1056204,8

Posteriormente foram calculados os ngulos entre a ponte e o fio

utilizando o transferidor, representados na tabela 3.

Tabela 3ngulos

Ponto Grau (0,5)

1 40

2 46

3 53

4 59

5 67

Para o clculo do Torque foi utilizado a frmula 1, estes esto

representados na tabela 4.

T= |r| x |f| x sen (Frmula 1)


12/13

Tabela 4Torque

Ponto Torque (dyn/cm)

1 26607225,6

2 29029400,73 29735206,8

4 30649416,4

5 29167249,3

5 DISCUSSO

Utilizando-se dos dados obtidos, podemos observar que a fora peso,

usada para movimentao da ponte, aumentou de uma maneira consideradaregular pois proporcional s massas de areias usadas no levantamento da

ponte em cada prego. Essas massas necessrias tm valores crescentes se

medidas do ponto mais longe ao ponto mais prximo do eixo de rotao,

porque quanto menor a distncia entre o eixo e o ponto onde a fora

aplicada, maior a dificuldade de realizar movimentos; pode se comprovar

ento a vantagem mecnica oferecida pelo brao.

O torque encontrado teve resultados prximos, com exceo doprimeiro, isso pode ser atribudo variao do ngulo entre a ponte e a linha

(que representam a trao e o brao). H um decrscimo na componente da

trao ao diminuir o ngulo, compensado pelo acrscimo de uma distncia

maior no brao. Os erros podem ser explicados por situaes desfavorveis

como o atrito e falhas na realizao dos testes.

6 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

[1] Trabalhos Feitos. Ponte Levadia. Disponvel em:

http://www.trabalhosfeitos.com/ensaios/Ponte-Levadi%C3%A7a/935390.html.

Acesso em: 23 de mai. 2014.

[2] TOFFOLI, L. Polias. Disponvel em:

http://www.infoescola.com/mecanica/polias-roldanas/. Acesso em: 23 de mai.2014
http://www.trabalhosfeitos.com/ensaios/Ponte-Levadi%C3%A7a/935390.htmlhttp://www.infoescola.com/mecanica/polias-roldanas/http://www.infoescola.com/mecanica/polias-roldanas/http://www.trabalhosfeitos.com/ensaios/Ponte-Levadi%C3%A7a/935390.html


13/13

[3] SILVA, C. C., MARTINS, R. A. A histria da cincia ajudando a desvendar

algumas dificuldades conceituais no ensino do produto vetorial. Disponvel em:

http://www.ifsc.usp.br/~cibelle/arquivos/CCS-RAM-VIIIepef.pdf. Acesso em: 23

de mai. 2014

[4] de ALMEIDA, F.B. Momento ou Torque de uma Fora. Disponvel em:

www.mundoeducacao.com/fisica/momento-ou-torque-uma-forca.html . Acesso

em: 09 de jun. 2014
http://www.ifsc.usp.br/~cibelle/arquivos/CCS-RAM-VIIIepef.pdfhttp://www.ifsc.usp.br/~cibelle/arquivos/CCS-RAM-VIIIepef.pdf

Documents

Relatório Ponte Levadiça