RAMPA SIMULADORA DE PLANO INCLINADO

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Figura 2 – Força Normal.

Na figura acima vemos a força normal representada por N. Para calcularmos a força normal devemos analisar cada caso. [3]

2.2.3 FORÇA PESO

A Força Peso é uma força que age na vertical e está sempre apontada para o centro da Terra, por ser uma atração gravitacional da Terra. A Força Peso depende da gravidade e da massa do corpo. Para calcularmos essa força usamos a seguinte formula, onde m é a massa e g é a gravidade:

- P = m x g

No plano inclinado, a Força peso (P) tem que ser decomposta em duas variáveis, Px e Py, a força que atua no eixo x e a força que atua no eixo y, respectivamente. Na figura abaixo podemos ver como é representada a força peso decomposta.

[pic 3]

Figura 3 – Força Peso.

Devemos calcular as duas forças, Px e Py. Para isso temos o ângulo θ entre P e Py sendo o mesmo valor do ângulo do plano inclinado. As formulas para as componentes da Força Peso são:

- Px = P x Sen θ

- Py = P x Cos θ

Neste caso a componente Py será a força que o corpo exerce sobre o plano, e a reação será a Normal (N), ou seja, a Normal será igual a Py.

Como podemos ver na figura 3, a componente Px será a força que está tentando movimentar o corpo. [4]

2.3 Simulador de plano inclinado

A construção da rampa que simula um plano inclinado baseia-se na propriedade do atrito para demonstrar a influência do mesmo no movimento do corpo. Para ter uma gama maior de possibilidades, a rampa possui uma regulagem para que o ângulo possa ser ajustado, possibilitando uma variação de 5º no ângulo do plano inclinado, partindo de um ângulo inicial já estipulado de 10º.

A pista onde os corpos de prova serão abandonados é feita em madeira e foi dividida em duas partes, com acabamentos diferentes. Uma das pistas está com a superfície bruta, própria da madeira, a outra sofreu acabamento superficial para retirar as impurezas e ressaltos da madeira, deixando-a mais lisa possível. Dessa maneira podemos simular a influência do atrito nos dois casos.

- PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

Para dar início ao processo experimental foi confeccionado um rampa inclinável, com regulagem do ângulo de inclinação, onde, cada superfície possui particularidade no acabamento superficial. Para isto foi seguido uma ordem de etapas: definição dimensional da rampa bem como a variação dos ângulos, elaboração do desenho e fabricação da rampa.

3.1 Definição do dimensional da rampa e ângulos

O dimensional da rampa foi definido a partir da ideia de que os corpos de prova deveriam ter uma distância considerável para descer a rampa, possibilitando assim a análise detalhada de seu movimento, podendo ser comparado assim os dois lados da rampa, e observando onde o atrito é maior e a influência dele no tempo que o corpo de prova leva para chegar ao final da rampa, no força necessária para vencer o atrito.

3.2 Elaboração do desenho

Tendo em mãos as definições do dimensional da rampa, foram realizados os desenhos para a rampa, em 3D e um esboço 2D.

[pic 4]

Figura 4 – Esboço em 2D.

[pic 5]

Figura 5 – Rampa em 3D a 25º.

3.3 Montagem do experimento

Baseando-se nos desenhos já em fase final, deu-se início a fabricação da rampa com rampa inclinável. Para a fabricação do projeto foram utilizados os materiais listados abaixo:

Tabela 1.

Lista de materiais

Itens

Qtde. (Peça)

Tamanho

Tábua de madeira

1

3000 x 300mm

Parafuso Sextavado

2

M8 x 30mm

Porca Borboleta

2

M8

Parafuso

8

M4 x 10

Chapa preta SAE 1020

1

600 x 600 x 3

Parafuso

20

M6 x 30mm

Barra roscada

1

M8 x 50mm

Eletrodo 6013

4

-

Tinta Verniz Mogno

250ml

-

Dobradiça

2

50 x 30mm

Para fabricar o experimento foram utilizados as seguintes ferramentas:

- Serrinha de arco, lima, chave Philips, serra circular, trena, régua, esquadro, parafusadeira, chave de fenda e pincel.

- RESULTADOS

Após a montagem da rampa foi possível realizar os testes, onde podemos coletar algumas informações e as necessárias para calcularmos o coeficiente de atrito entre a rampa e os corpos de prova. Abaixo podemos ver a rampa finalizada.

[pic 6]

Figura 6 – Rampa pronta.

Os testes foram feitos com dois corpos de prova