Massa dos clipes atraídos durante a competição -

1º tentativa:138g 

2º tentativa:88g

Objetivo do trabalho- 

O objetivo do trabalho era construir um guindaste que conseguisse levantar o eletroímã com o maior número de clipes atraídos por ele.

Problemas durante a construção e na competição na escola -

Ao longo do trabalho alguns problemas apareceram como:

O fio ligado a pilha não estava em contato com o fio da peça. Foi preciso retirar o esmalte do fio de cobre lixando a parte a ser conectada.

Houve uma dificuldade para enrolar o fio de cobre na peça metálica pois o fio escorregava, então fizemos uma curvinha no começo do fio e enrolamos por cima para evitar esse problema. 

Para aumentar o comprimento do fio foi preciso fazer emendas, mas as pontas acabavam encostando na peça gerando um curto. Então, as ementas, foram ligadas com fita. 

Durante a segunda tentativa na competição da escola o molinete quebrou devido a força exercida ao tentar subir a peça, mas isso não impediu de conseguirmos levantar a peça com os clipes.

Conclusão -

Apesar dos imprevistos durante a construção do guindaste, com os testes realizados ao longo do projeto e o resultado obtido durante a competição, pode-se dizer que o objetivo do trabalho foi concluído. 

 O projeto finalizado

A partir dos projetos apresentados foi possível construir o guindaste 

 Forças que agem no guindaste e na peça -

• Peso 

Guindaste: devido a ação da gravidade em sua massa.

Peça: devido a ação da gravidade em sua massa.

• Tração

Peça: devido a força exercida sobre a peça por meio do fio que a segura.

• Normal

Guindaste: devido a força de reação da superfície onde o guindaste for colocado.

• Elétrica

Guindaste: devido a pilha que fornece energia que passa pelos fios condutores.

• Magnética

Peça: devido ao campo magnético criado ao enrolarmos o fio de cobre no objeto, atraindo clipes e outros metais.

• Atrito

Guindaste: presente entre a rotação feita pela alavanca e o guindaste. 

Projetos de guindastes 

Tipos de materiais magnéticos -

Magnetismo é um conjunto de fenômenos relacionados à interação entre os campos magnéticos, que são as regiões do espaço que se encontram sob a influência de correntes elétricas ou dos momentos magnéticos de moléculas ou partículas elementares. Na física o magnetismo explica a atração entre metais e ímãs. Esses materiais são capazes de se atraírem mutualmente graças à disposição espacial dos vetores de momento de dipolo magnético que se encontram no interior desses materiais.

As  propriedades magnéticas são determinadas por diferentes fatores, como por exemplo, sua composição química ou a maneira como seus átomos se organizam, entre outros. O tipo de átomo é um dos fatores determinantes para a magnetização do material. Alguns materiais na presença de um campo eletromagnético podem sofrer alterações em suas propriedades magnéticas. Esses materiais são classificados em paramagnéticos, diamagnéticos e ferromagnéticos.

• Paramagnéticos -

São materiais que possuem elétrons desemparelhados e que, na presença de um campo magnético, alinham-se, fazendo surgir um imã capaz de provocar um pequeno aumento na intensidade do valor do campo magnético em um ponto qualquer. Esses materiais são fracamente atraídos pelos imãs como alumínio, o magnésio, o sulfato de cobre, etc. 

Nos materiais paramagnéticos os domínios magnéticos - pequenos pedaços do material onde todas as moléculas estão próximas umas das outras têm os seus movimentos magnéticos alinhados em uma única direção - encontram-se naturalmente desorientados. Quando aproximamos um material paramagnético de um imã, os domínios alinham-se sendo levemente atraídos pelo ímã 

Caso o campo magnético externo cesse, os domínios voltam à sua orientação original(aleatória) e o campo magnético gerado por eles volta a ser igual a zero. Portanto, a orientação dos domínios presentes no material depende diretamente do campo magnético externo e também da temperatura.

• Diamagnéticos -

Os elétrons contribuem para a magnetização dos átomos com seu spin e seu movimento ao redor do núcleo fazendo com que cada átomo se comporte como um pequeno ímã. Materiais diamagnéticos possuem elétrons em pares com spins opostos, não contribuindo com o campo magnético. 

Dessa forma, ao serem colocados na presença do campo magnético externo, os momentos de dipolo magnético desse material alinham-se de forma oposta ao campo magnético externo, portanto, são repelidos por um ímã. São substâncias diamagnéticas: o bismuto, o cobre, a prata, o chumbo, etc. 

Pequeno ímã flutuando sobre um material supercondutor

Alguns materiais diamagnéticos apresentam a propriedade de supercondutividade, quando resfriados a temperaturas muito baixas. Nesses materiais a resistência elétrica é nula, o que faz com que uma corrente elétrica possa circular sem perda de energia.

• Ferromagnéticos - 

Esses materiais já têm os seus domínios magnéticos alinhados, mesmo sem a presença de um campo magnético externo. Quando são submetidos a um campo magnético externo, eles têm seus momentos angulares alinhados e passam a comportar-se da mesma forma que o imã. Essas características permanecem mesmo após o ímã ser removido e o campo magnético dos materiais é muitas vezes maior que o campo aplicado.

O novo ímã pode ser permanente ou perdido rapidamente ao cessar o campo magnético externo. A facilidade com que o ímã se mantém permanente depende do material, da forma do corpo e do que aconteceu com o material no passado.  

Cobalto

As substâncias ferromagnéticas são fortemente atraídos pelos ímãs, além disso perdem sua imantação caso aquecidos acima da temperatura de Curie, uma temperatura na qual os domínios perdem sua orientação. Alguns exemplos são o ferro, níquel, cobalto e algumas ligas. 

Fontes:

Paramagnético -

https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/propriedades-magneticas-dos-materiais.htm

https://cref.if.ufrgs.br/?contact-pergunta=diamagnetismo-paramagnetismo-e-ferromagnetismo

https://www.preparaenem.com/fisica/materiais-paramagneticos.htm

https://brasilescola.uol.com.br/fisica/materiais-paramagneticos-diamagneticos-ferromagneticos.htm

https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-magnetismo.htm

https://static.preparaenem.com/conteudo_legenda/eccafcd8141f83964562e567f691abc3.jpg

Diamagnético -

https://www.preparaenem.com/fisica/materiais-diamagneticos.htm

https://pt.estudyando.com/diamagnetismo-e-paramagnetismo-definicao-e-explicacao/

https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-magnetismo.htm

https://brasilescola.uol.com.br/fisica/materiais-paramagneticos-diamagneticos-ferromagneticos.htm

https://static.preparaenem.com/conteudo_legenda/fc114a35d699b3f76bff695f9217c61d.jpg

Ferromagnético -

https://www.preparaenem.com/fisica/classificacao-dos-materiais-magneticos.htm

https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/materiais-ferromagneticos.htm

https://www.infoescola.com/fisica/ferromagnetismo/

https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-magnetismo.htm

https://brasilescola.uol.com.br/fisica/materiais-paramagneticos-diamagneticos-ferromagneticos.htm

https://s5.static.brasilescola.uol.com.br/img/2017/02/cobalto.jpg

 A partir de hoje será realizado o trabalho Guindaste com Eletroímã, cujo as orientações de construção seguem abaixo:

1> Guindaste - O grupo deverá construir um guindaste com alavanca e acoplar um eletroímã no mesmo. Os materiais a serem utilizados são: madeira, pregos, parafusos, carretéis (outros), 3 pilhas de até 1,5V, fios e peça metálica. O objetivo é atrair o maior número de clipes possível. O enrolamento do eletroímã será realizado no dia da competição em sala de aula. Os grupos terão 30 minutos para enrolar e acoplar ao guindaste que deverá estar pronto para receber a peça.

2> Materiais 

• para o guindaste está liberado qualquer tipo de material.
• 3 pilhas de até 1,5V. É proibido usar bateria.
• fio para fazer o eletroímã.
• peça metálica onde o fio será enrolado.

3> Regras de construção

• O guindaste deverá possuir uma base sempre fixa ao chão.
• O levantamento do eletroímã pelo guindaste será feito através de uma alavanca com fio e roldana contida no guindaste.
• O guindaste deverá levantar clipes pela atração magnética, fica proibido o levantamento mecânico dos mesmos.
• O guindaste não deverá possuir mais de 80cm de altura.
• Qualquer dúvida na construção o professor deve ser procurado.

4> A competição:

• No dia da competição, cada grupo deverá trazer seu guindaste pronto, mas o eletroímã será enrolado na hora e a conexão com a pilha também será feita no momento da competição.
• A comissão de fiscalização será responsável por toda a competição. Acima da comissão apenas o professor.
• Cada grupo terá 2 chances de levantamento de clipes(O levantamento se completa após 10 segundos de atração).
• O grupo vencedor é aquele que conseguir a maior massa de clipe em uma das tentativas. Se houver empate fica valendo o segundo resultado. Se o empate continuar os grupos envolvidos farão novas tentativas até o desempate.

Tempo dos testes realizados na escola -

1º teste: 4,19s

2ºteste: 2,81s

O terceiro teste não foi concluído, pois houve um vazamento de pressão na mangueira, além de o paraquedas estar muito molhado após cair na piscina.

Detalhes e mudanças da Base

Montagem atual:

1° Pegamos um pedaço retangular de madeira e pregamos um tubo de PVC em forma de T. Utilizamos 2 pregos e 2 parafusos para evitar que ele se movimentasse. 

2° Colamos uma luva de PVC no T e passamos fita isolante. 

3° Passamos a mangueira de 4m pelo T até a luva e adicionamos a rolha. 

4° Para fazer a trava furamos a base e colocamos dois ganchos. 

5° Prendemos a trava com abraçadeiras, fixadas a luva, e um pedaço de tubo PVC por cima. 

6° Colocamos um fio de cobre ao pedaço de tubo PVC para o acionamento.

Testes e melhorias:

Primeiro teste -

No primeiro dia de teste, quando fomos encaixar a rolha na mangueira, percebemos que a mangueira era muito larga para servir na rolha.

Então cortamos a primeira camada da mangueira (com estilete), deixando ela mais fina (cortamos mais ou menos uns 30cm de comprimento).

Para encaixar a rolha foi preciso a ajuda de alicate e Vaselina, já que mesmo afinando a mangueira ainda estávamos com dificuldade de colocar a rolha.

Após alguns testes do lançamento, vimos que a rolha já não estava vedando a garrafa e estava vazando água. Trocamos a rolha, mas não tínhamos uma igual a primeira, foi preciso cortar (aproximadamente 1cm) as duas pontas da rolha, deixando ela menor. Percebemos que com a rolha em um tamanho menor, não era possível vedar a garrafa, deixando nosso problema ainda pior. 

Arrumamos uma terceira rolha, que com a ajuda da vaselina e de um alicate conseguimos encaixa-la.

Segundo teste -

Por muitos fracassos na hora de lançar o foguete, vimos que a rolha já não estava fazendo seu trabalho e existia alguns cortes na mangueira (3). 

Tampamos os cortes com fita isolante (eram pequenos e um ainda não havia rasgado a mangueira) e trocamos novamente a rolha.

Trava:

Nos primeiros testes não conseguimos entender como utilizar a trava. Nos dois primeiros dias de teste estávamos usando ela como um impulso para o foguete (puxando-a para cima).Ela foi feita com um pedaço de cano PVC, amarrada a um fio de barbante, e pouco presa a rolha, mas não segurava o foguete então ele decolava já com algumas bombeadas.  

Então colocamos abraçadeiras ao redor da luva e prendemos com fita isolante, e passamos o cano PVC, amarrado a um fio de cobre, por elas, e o fio de cobre pelos ganchos. Assim, conseguimos fixar melhor a trava e prender por mais tempo o foguete.

base atual

Teste do paraquedas - 

Tempo que o paraquedas demorou pra chegar ao chão:

Teste 1- 5s

Teste 2-8s

Teste 3-8s

Testes do paraquedas com o foguete -

Tempo que o foguete demorou para chegar ao chão:

Teste1 -5s

Teste2 -5s

       Foguete a água

     Os foguetes foram pensados a vários anos atrás. Projetos que lembram os foguetes atuais já eram utilizados, por aplicações da terceira lei de Newton - toda ação possui uma reação oposta na mesma intensidade. Por exemplo, em 300 a.C., o filósofo e matemático grego Arquitas criou um modelo de um pombo de madeira suspenso por arames, que voava impulsionado por vapor. Nas últimas décadas, os foguetes foram usados como armas militares, para exploração do espaço, impulsionando satélites, sondas e naves espaciais para a órbita da Terra e além. O foguete a água tenta explicar de uma forma simples o funcionamento de um foguete.

     Materiais 

• 1 garrafa pet 600ml 
• 1 garrafa pet 1,5L 
• Água 
• Fio de nylon

      Como fazer?

1. Cortar a parte de cima da garrafa de 1,5L deixando-o em formato de funil 
2. Amarrar o funil  com o fio de nylon na parte superior da garrafa de 600ml
3. Colocar entre 300 ml à 400ml de água na garrafa de 600ml e prender à base de lançamento do foguete

        Aletas 

     A quantidade certa de aletas ajuda a garantir que o foguete continue na mesma direção em que foi lançado, dando mais estabilidade durante o voo. O melhor é utilizar 3 aletas no foguete, pois permitem que o arrasto de interferência, causado pela interferência do fluxo de ar sobre o corpo e as aletas na junção, seja reduzido em 25%. 

  

      Como fazer?

1. Com uma pasta plástica corte um quadrado de 6cm
2. Marque 1,5cm em um dos lados 
3. Faça cortes lado perpendicular a ele a cada 2cm
4. Ao lado oposto marque 2cm e corte até o lado da marcação 1,5cm

  Como colocar?

Para coloca-la ao foguete dobre alternado as partes cortadas de 2 cm, lixe o foguete na parte lisa dele, entre o topo e a parte inferior, e cole com super cola. Passe fita por cima das partes para fixar bem.

  Como testar?
Uma maneira para testar o foguete, seria colocar um bico de encher bola atravessada na rolha e tampar o foguete, com a água dentro. Conectar o bico a uma bomba de bicicleta, colocar o foguete em posição vertical e bombear até a rolha não aguentar mais a pressão e sair. Nesse processo seria testado também as aletas, ao analisar sua trajetória. 

Responsável: Guilherme nº11

Referências:

https://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/foguete-Agua.htm

https://www.youtube.com/watch?v=ulOqLurI4FU

https://www.youtube.com/watch?v=tHPqYmgedr0

https://www.youtube.com/watch?v=hLs4yXlty8Q

https://www.thinkmovemake.com/2019/01/2690/elon-musk-apresenta-nave-interplanetaria-da-spacex-inspirada-em-tintin-starship/

http://www.joinville.ifsc.edu.br/~coral/PROJETO%20INTEGRADOR/projetos_2017_1/foguete/Artigo%20Foguete%20(corrigido).pdf

https://www.tecmundo.com.br/ciencia/222237-turismo-espacial-foguete-bezos-tem-formato-falico.htm

https://www.cacep.com.br/saiba-como-construir-um-foguete-a-agua-para-praticar-o-espaco-modelismo/

https://www.gov.br/aeb/pt-br/centrais-de-conteudo/publicacoes/educacional/apostilas-pdf/5mao-na-massa-foguetes.pdf

https://www.jpl.nasa.gov/edu/teach/activity/simple-rocket-science/

https://brasilescola.uol.com.br/fisica/como-funciona-o-lancamento-de-um-foguete.htm

https://canaltech.com.br/espaco/foguetes-quando-foram-criados-e-como-funcionam-192650/

https://pt.helpr.me/19223-how-many-fins-do-you-need-for-a-bottle-rocket

https://howthingsfly.si.edu/ask-an-explainer/how-do-size-shape-and-number-fins-affect-performance-rocket

 

       Paraquedas - 

        Como fazer?

         1º Passo: Recortamos as laterais de um saco de lixo. O saco ficará aberto apenas no topo. Deixamos bem "esticado" para ficar com uma aparência melhor. 

         2º Passo: Fizemos uma dobra para o lado direito, formando um retângulo, e dobramos uma das pontas para o lado da dobra. Logo depois dobramos novamente para o lado da dobra formando um cone.

         3º Passo: Cortamos a ponta formando um triângulo, realizando um corte mais arredondado. Teremos um formato semelhante a uma flor.

         4º Passo: Furamos as 8 pontas e passamos o barbante por dentro desses furos. Fizemos isso nas 8 pontas. Usamos um clip para fazer os furos. 

        OBS: a linha deve ter o dobro do tamanho do centro à ponta.

        Tipos diferentes de paraquedas - 

• Retangular: realização de manobras (assemelha a uma asa de avião).

• Redondo: não oferece condições para manobras.

        Responsáveis -

         Manuela - nº19

         Walter - nº30

        Testes -

        Para testar o paraquedas amarramos ele a pedra, subimos alguns degraus e jogamos para cima para ver em quanto tempo ele levaria para cair.

      

        Referências - 

        Texto -

        https://super.abril.com.br/mundo-estranho/como-funciona-um-paraquedas/

        https://www.paraquedismoskycompany.com.br/blog/funcionamento-do-paraquedas-a-hora-de-abrir-o-paraquedas/

        https://www.youtube.com/watch?v=6Pi4XHf1ssg 

        https://www.youtube.com/watch?v=r4PuVsozoys

        Imagens -

       https://www.picclickimg.com/d/l400/pict/223094695467_/XL-Cloud-270-sq-ft-skydiving-parachute.jpg

       https://super.abril.com.br/wp-content/uploads/2018/07/55d228160e21635a7d3ab382thinkstockphotos-710806251.jpeg?quality=90&strip=info&resize=680,453

       

Foto do paraquedas inicial já no foguete

Foguete a Água - 1ºTrimestre

     Funções de cada integrante:

• Foguete: Guilherme
• Base: Ana Luiza e Rafaela
• Paraquedas: Manuela e Walter  

     Materiais:

• Base: madeira, cotovelo, luva, 4 pregos, 1 parafuso, mangueira de jardim, rolha de cortiça;
• Foguete: garrafa pet 600ml;
• Paraquedas: saco de lixo, barbante;
• Trava: abraçadeiras plásticas, elástico, fio de cobre, pedaço de tubo PVC.

     Montagem:

       1. Colamos a luva sobre o cotovelo e parafusamos em um pedaço de madeira. 

       2. Passamos a mangueira por entre o cotovelo e pela luva e inserimos a rolha.

       3. Adicionamos um pouco de água na garrafa e prendemos na rolha.

         Teste 1-

      Paraquedas - 

       

     

      Trava - Amarramos as amarras no cotovelo com a luva. Passamos o fio de cobre em 2 furos do pedaço de cano PVC. Parafusamos a base com 2 ganhos e passamos o fio de cobre por eles.

 

       4. Amarramos o paraquedas no fundo do foguete. Cortamos o fundo de uma garrafa de 2L para guardar o paraquedas dobrado.                                                                        

       

      Atualizações 

         Paraquedas - foi amarrado ao foguete com os barbantes separados, para que possa abrir melhor,

       

         

              e fizemos um pequeno furo no paraquedas para que o foguete aterrissasse mais devagar.

           Cortamos a parte de cima de uma garrafa de 1,5L e amarramos com um fio de nylon ao topo do foguete para que não vá ao chão antes do foguete.

      Foguete atual

       Testes após as mudanças - Tempo que o foguete levou até chegar ao chão

           Teste 1-7,57s

           Teste 2- 8s

           Teste 3- 8s