26 de jun. de 2011

Descrição da Base

Usamos como referência, o passo a passo do seguinte site: http://www.geocities.ws/aafaa_br/Projetos-Guaia.htm. Após ler algumas vezes e entender a proposta, adaptamos algumas coisas para facilitar o nosso trabalho e diminuir o custo.

A base foi dividida em várias partes durante a montagem.

1° - Dispositivo para prender a garrafa 

Material: 

- 21 abraçadeiras de nylon de 20 cm de comprimento.
      - 1 luva simples de 40 mm.
      - 1 pedaço de tubo de PVC de 40 mm de 4 cm de comprimento.
      - 1 pedaço de tubo de PVC de 32 mm de 4 cm de comprimento
      - 1 pedaço de tubo de PVC de 20 mm de 8 cm de comprimento
      - 1 cap de PVC soldável de 40 mm.
      - 1 luva simples de 20 mm.
      - 1 adaptador de PVC solda/rosca de 20x½.
      - 1 pedaço de tubo de PVC de 25 mm de 2 cm de comprimento
      - 1 abraçadeira de metal de 1" (usada para apoio somente durante a montagem).
      - 1 gargalo de garrafa PET (usado para medição durante a montagem).
      - 1 pedaço de tubo de PVC de 20 mm de 2,5 cm de comprimento
      - 1 união de mangueira de ½"
      - 1 elástico de borracha (usado para apoio somente durante a montagem).
      - 1 anel de borracha (o-ring) de seção cilíndrica.
      - 2 pedaços de borracha de aproximadamente 10 cm.
      - 2 pequenos ganchos de ferro.
 
Procedimento:

1. Serre e remova o anel de reforço de uma das extremidades da luva de 20 mm, tendo o cuidado de deixar as bordas lisas e limpas.

2. Cole a luva aparada no tubo de 8 cm, deixando o anel de reforço restante para o lado de fora da junção.

3. Insira a união de mangueira parcialmente no tubo de 2,5 cm. Aplique uma camada homogênea de cola quente nela e termine de inserí-la completamente. Em seguida cole esse conjunto na luva preparada no passo anterior. O tubo de 2,5 cm deve ser inserido até deixar uma ponta de 1 cm de fora. Limpe bem qualquer cola que tiver escorrido para a união. Ela deve ficar sempre totalmente lisa.

4. Com o auxílio do elástico, vá arrumando as abraçadeiras de nylon em volta do conjunto feito no passo anterior. Tenha o cuidado de deixar as partes largas para dentro (elas formarão as travas).

5. Insira o gargalo na extremidade com a união e use-o para acertar as pontas das abraçadeiras. Elas devem ficar juntas em volta do gargalo, na altura do batente formado logo após a rosca da tampa. Passe o tubo de 32mm por sobre as abraçadeiras de nylon, levando-o até a luva, mas sem apertar. Encaixe e aperte a abraçadeira de metal para fixar o conjunto. Uma vez alinhado, o conjunto não deve se mover nem afrouxar. O tubo de 32mm deve deslizar entre a quina da luva e a abraçadeira de metal.

6. Empurre o tubo de 32 mm até encostar na luva. Isso serve como um tipo de colar que vai fazer com que as abraçadeiras de nylon se abram. Você vai ter que fazer uma forcinha aqui. Uma vez lá, é hora de retirar a abraçadeira de metal e inserir o tubo de 25 mm no colar, passando-o entre o tubo maior de 20mm e as abraçadeiras de nylon. Encaixe-o perfeitamente no colar. Isso vai prender as abraçadeiras de nylon junto à luva. Essa junção é apertada, portanto, mais força e cuidado. Apare as extremidades das abraçadeiras.  

7. Note que as abraçadeiras foram aparadas junto à borda dos tubos. Elas estão bem abertas porque o tubo que forma o colar está bem rente à borda da luva. As abraçadeiras estão firmemente presas entre o colar e a luva, de um lado, e do outro, entre o colar e o tubo de 25 mm. Reserve.                       

8. Faça um furo de ¾" no centro do cap de 40 mm. Tenha muito cuidado se você for usar uma furadeira elétrica. Você também pode abrir o buraco com uma lima e um pouco de paciência. Essa maneira é também mais segura. De qualquer forma, o buraco deve ser largo o suficiente para deixar passar o tubo de 20 mm.

9. Use o pedaço de tubo de 40 mm para encaixar o cap e a luva correspondente. Não cole as peças. Deixe que fiquem presas só por pressão. 

10. Encaixe o conjunto feito no passo anterior no conjunto feito no passo 7, tendo o cuidado de garantir que ele deslize facilmente no tubo de 20 mm e que consiga travar as abraçadeiras de nylon de encontro ao gargalo de uma garrafa. 

11. Encaixe e cole o adaptador de 20x½ na extremidade do tubo de 20 mm. 

12. Corte um pedaço de cerca de 45 mm do anel de borracha. Essa medida não é exata. Você vai ter que experimentar um pouco. Com cuidado, passe um pouquinho de cola Super Bonder numa das pontas e pressione-a de encontro a outra, formando um anel menor. 

13. Passe o anel de vedação pela união até encostar no tubo de 20 mm e, se precisar, passe algumas camadas de veda-rosca. O que você vai querer que aconteça é o gargalo entrar até a luva, e o anel (que estará 1 cm acima) ficar espremido entre a união e o interior do gargalo, vedando completamente essa junção. Se quando você começar a pressurizar a garrafa notar algum vazamento d'água, interrompa o lançamento e melhore essa vedação. Não se preocupe: isso vai acontecer com você várias vezes, até acertar a medida certa. 
14. Coloque uma abraçadeira de plástico em volta do dispositivo para prender as duas borrachas. 

15. Nas pontas das borrachas, faça pequenos furos e passe os ganhos de ferro por entre elas, para que possam se encaixar nas argolas que forem presas á base.

2° - Base de alimentação de ar e sustentação da garrafa

Material:

- 5 pedaços de tubo de PVC de 20 mm soldável de 3 cm de comprimento cada um.
- 2  Tês de PVC soldável de 20 mm.
- 1 luva de redução de PVC solda/rosca de ½x20.
- 1 moeda de dez centavos.
- 2 adaptadores de PVC solda/rosca de 20x½.
- 1 cap de PVC soldável de 20 mm.
- União plástica com rosca.
- 2 pequenas argolas de ferro.
- Um pedaço de madeira de aproximadamente 30x30 cm.
- Fita isolante. 
Procedimento:

1. Comece empurrando a moeda de um centavo para dentro de uma das pontas do T. Essa será a extremidade inferior. Isso vai cortar a passagem de ar nessa direção. Ainda nessa extremidade, cole e encaixe totalmente um dos tubos, prendendo a moeda. Cole e encaixe o adaptador  de 20x½. Cole e encaixe totalmente mais dois tubos nas outras saídas do tê e, na extremidade oposta àquela da moeda, cole e encaixe a luva de ½x20.

2. Agora encaixe o dispositivo de liberação na base pela rosca.

3. Na ponta que sobrar na esquerda, deve ser colada uma união plástica com rosca.

4. Prenda essa base no pedaço de madeira de aproximadamente 30x30 cm.

5. Nessa madeira, prenda as duas pequenas argolas de ferro.

6. Vede os pequenos vazamentos com fita isolante.

3° - Mangueira

Material:
- Mangueira de aproximadamente 3,20m.
- Um pedaço de mangueira de aproximadamente 10cm.
- Um T de cobre para encanamento de gás.
- Bico para câmara de ar.
- Registro de tubulação de gás.
- 3 abraçadeiras de metal.
- 1 uniple.
- 1 bucha plástica de redução de ½ para ¾.
- 1 tampão.
- 1 União de rosca.
- 1 rosca.
- Fita isolante.
Procedimento:

1. Em uma das pontas da mangueira, cole a união de rosca, garantindo que a rosca fique solta por cima para poder ser presa mais tarde à base.
2. Pegue o pedaço de mangueira de aproximadamente 10 cm, cole a parte de baixo do T em uma ponta e coloque uma abraçadeira de metal para reforçar. Na outra ponta, coloque o registro de tubulação de gás e mais uma vez, cole outra abraçadeira de metal.
3. As outras duas pontas do T, uma deve ser colocada na mangueira, a outra deve se fazer uma junção do uniple, uma bucha plástica de redução de ½ para ¾ e na ponta deve se colocar um tampão com um furo no meio, onde deve ser colado o bico para câmara de ar, onde mais tarde vai ser encaixado com a bomba de ar.

4. Vede os pequenos vazamentos com fita isolante.

4° - Dispositivo para liberação da garrafa.

Material:
- Metade de um cano de aproximadamente 20 centimetros de comprimento.
- Um pedaço de barbante aproximadamente 3,20 m.
Procedimento:

1. Faça um pequeno furo no pedaço de cano.
2. Amarre uma das pontas do barbante neste furo.

Relatório - Foguete


1> Descrição do projeto: foguete e paraquedas.

Foguete

Materiais:
- 1 garrafa pet de até 400ml
- Papelão
- Tesoura
- Cola quente

No papelão, desenhe 3 aletas e corte-as, conforme a foto. 


Após cortar essas três aletas, procurando deixar o mesmo espaço entre cada uma delas, cole-as na garrafa.



Paraquedas

Materiais:
- 1 cortina de box
- Fita isolante
- Linha de crochê (mais finas que o barbante)
- Tesoura

Corte a cortina de box ao meio e dobre-a conforme o vídeo a seguir.



Após cortada a cortina, abra-a e faça furos nas pontas, deixando um espaçamento igualado entre um furo e outro. Passe uma linha em cada um desses furos, dando nós e colocando fita isolante em cima, para reforçar.

Junte as linhas de duas em duas, com fita isolante e cole o paraquedas na garrafa com mais fita isolante.

2> Tabelar número de testes realizados e desempenho do foguete em cada um deles.

Teste
Tempo
1
-
2
-
3
-
4
7s
5
4,5s
6
5s


3> Descrever problemas ocorridos e soluções propostas.

Ocorreram vazamentos na base, as linhas do paraquedas embramavam fácilmente e o tecido do paraquedas rasgava em alguns casos. Outro problema é não termos um namômetro para o controle da pressão utilizada. As soluções propostas são: vedar os vazamentos e aumentar um pouco a quantidade de água utilizada; enrolar as linhas do paraquedas de um modo que não atrapalhe o lançamento; evitar objetos pontiagudos e não furar demais os cantos do paraquedas para que ele não rasgue e comprar um namômetro para poder controlar a pressão utilizada.

4> Cálculo da força realizada sobre o foguete.
A = 0,005652 m²                    p = F / A
p = 413685,42 Pa                  413685,42 = F / 0,005652  
F = ?                                    F = 413685,42 . 0,005652
                                            F = 2338,14999384 N

5> Conclusão do trabalho.

Nesse trimestre, aprendemos a construir um foguete que tem como combustivel a água, cujo objetivo é ser lançado e permanecer no ar com o tempo mínimo de 4 segundos. O grupo se uniu e dividiu as tarefas: um ficou responsável pela base e todo o grupo participou na construção do foguete e também do paraquedas. 
Para fazermos essa iniciação tecnológica, tivemos de descobrir a origem e conceitos dos primeiros foguetes, tanto de água quanto espaciais, afinal os dois estão interligados com o objetivo de serem lançados ao ar. Algo que nos auxiliou foi assistir a palestra dos alunos Lúcio e Thiago, na qual obtivemos informações e detalhes sobre a melhor forma de fazer o foguete e aprendemos alguns conceitos sobre a matéria dada em sala de aula. O grupo tentou, nas últimas semanas, resolver os erros que foram encontrados e durante as férias serão feitos mais testes, até o dia da competição.

20 de jun. de 2011

Questões - Foguete de água

QUESTÃO 1 
O que representa a figura abaixo?


A figura representa um globo de plasma.


QUESTÃO 2 
O que representa a figura abaixo?   


O condensado de Bose-Einstein. 


QUESTÃO 3
O gráfico abaixo explica algum elemento importante.
Qual elemento é este? Qual a relação deste elemento com o gráfico?

 
Elementos do grupo FON (flúor, oxigênio e nitrogênio). Um exemplo destas substâncias é a água, que apresenta essa anomalia no intervalo de 0ºC a 4ºC, isto é, neste intervalo de temperatura o volume da água diminui e após 4ºC ela se dilata normalmente como todos os líquidos. Chamamos de dilatação anômala da água.


QUESTÃO 4 
O Sr da figura abaixo utiliza um produto. Qual é o produto?
Qual é a temperatura de vaporizaçãodesse produto?   



O senhor está utilizando o nitrogênio líquido, que tem a temperatura de vaporização 77K. 


QUESTÃO 5
O cidadão abaixo possui várias contribuições com o assunto discutido nas questões desta página. Quem é ele?



Joseph Black.

QUESTÃO 6 
Vários Produtos, Organização e Sonhador.
Quem é ele?



Dimitri Mendeleev.

QUESTÃO 7
Produto utilizado em várias casas. Que produto é este?
Qual a mudança de fase que ocorre com ele em contato com a natureza?  


Este produto é a naftalina e a mudança que ocorre com ela é a sublimação.


Questões - Foguete de água

OBSERVE AS FIGURAS ABAIXO:

Foguete 1


Foguete 2


Foguete 3 


Foguete 4 



1> Em cada um dos casos existe problemas com relação as nossas regras. Descreva o que está de errado em cada foguete. 
Em todos os casos, os lançadores se encontram em uma distância menor do que 3 metros da base do foguete, na figura 3, os espectadores se encontram muito próximos ao foguete, na figura 2 o homem parece não utilizar uma trava de segurança.

OBSERVE AGORA ESTES DOIS CASOS:

Foguete 5 


Foguete 6


 2> Na primeira foto o que podemos observar de diferente em comparação com o modelo mostrado em sala de aula? Qual sua opinião em relação aos dois modelos?
A imagem do foguete 1 em comparação ao que vimos em sala de aula está utilizando uma rolha de plástico e se coloca a pressão diretamente na garrafa pois a mangueira está sendo conectada diretamente à  rolha, sem utilizar uma base de lançamento. O modelo da imagem é mais simples porém menos seguro do que apresentado em classe.

3> O paraquedas que você pretende utilizar segue o modelo da foto? Se não como será realizado?  
Sim, o modelo segue o mesmo conceito. 

QUESTÕES GERAIS SOBRE FOGUETISMO:

4> O que é centro de pressão?
O Centro de Pressão funciona do mesmo jeito que o Centro Gravitacional, exceto que as forças envolvidas são aerodinâmicas, em vez de gravitacionais. Elas decorrem da pressão que o ar faz ao passar pelas várias partes do foguete durante o vôo e o Centro de Pressão é o ponto onde a pressão parece estar mais concentrada.

5> Quem inventou o foguete (caso geral - não o foguete a água)? Em que ano e onde isso aconteceu? 
Os primeiros a desenvolverem uma ideia parecida com a do foguete foram os chineses, por volta do século XII, porém os foguetes como conhecemos hoje foram projetados por Robert H. Goddard e no dia 16 de março de 1926, em Auburn, Massachussetts, EUA, ele realizou o primeiro lançamento de um foguete com combustível líquido.

6> Cada elemento do grupo (presente hoje em sala) deve escrever sua opinião sobre o trabalho do foguete até o momento. 
Débora, 11 - Estamos aprendendo muito com nossos erros no foguete, como por exemplo os vazamentos que houveram durante os testes do lançamento. Aperfeiçoando ao máximo que conseguimos, felizmente os erros são poucos e nos ensinam a continuar tentando e insistir em concertar nossas falhas. 
Fernanda, 13 - A experiência dos foguetes a água está sendo bem dinâmica e divertida para o nosso grupo. Nós nos empolgamos muito no primeiro dia de testes e foi muito motivador para nós quando conseguimos resolver os primeiros problemas. Na minha opinião, é muito mais eficiente aprender os conceitos de física na prática, realizando experimentos como o do foguete, do que sentados em sala de aula escrevendo e resolvendo exercícios. 
Murilo, 31 - O nosso projeto está bem produtivo, apesar de ter aparecido diversos erros durante a produção, o nosso grupo parece bem centrado, mostrando uma evolução na dinâmica entre os elementos do grupo. Tenho aprendido bastante sobre pressão e quanto ela pode ser forte e útil quando utilizada com sabedoria.
Sofia, 39 - Até o momento em que eu estive presente, tentamos o lançamento de um foguete no qual não obtivemos o resultado esperado pois, ao colocar a garrafa nos canos da base, house vazamentos.

5 de jun. de 2011

Primeiras atividades

Nessa sexta-feira (03/06) nosso grupo se reuniu pela manhã para começar a produção do projeto. Até então, cada um tinha feito uma parte separadamente, sendo ela teórica ou prática. Desta vez, conseguimos juntar todos e colocamos a mão na massa juntos. Pelo fato da base de lançamento já estar pronta, conseguimos dar mais atenção ao foguete.


Como todos chegaram cedo, começamos logo a produção dos paraquedas utilizando cortinas para box de banheiro. Devido a dinâmica do grupo, foi possível realizar mais de uma tarefa ao mesmo tempo, portanto começamos a produção das aletas do foguete.


Depois de uma manhã inteira de produção das peças e montagem dos foguetes, fomos para um local mais apropriado para efetuarmos o primeiro teste.


Infelizmente, devido um problema de vedação na trava da base, o lançamento foi cancelado. Ocorreu um vazamento de água e tivemos que voltar para tentar resolver isto. Após muito trabalho, fita veda rosca e fita isolante, conseguimos parar o vazamento e voltamos para tentar mais uma vez efetuar um lançamento.


Novamente, um vazamento atrapalhou nossos planos. Mas dessa vez, ele ocorria enquanto colocávamos pressão na garrafa. Como já estávamos no local, resolvemos fazer pequenos testes com os paraquedas produzidos mais cedo.






Depois de alguns pequenos testes com os paraquedas, vimos que apesar de simples, eles pareceram bem funcionais. Porém, o problema de vedação continuava, então voltamos e continuamos tentando vedar de alguma maneira a base com mais fita veda rosca e fita isolante, sempre fazendo testes para localizar esses pequenos vazamentos. Então, depois de mais de 11 horas de trabalho, conseguimos efetuar o primeiro lançamento apenas da garrafa, que surpreendeu a todos devido a sua potência. Como já era noite, o paraquedas não foi testado.

Agora, após ver o que somos capazes, aguardamos ansiosamente o próximo encontro para que possamos realizar testes do conjunto finalizado e finalmente obter algum resultado concreto.