No nosso blog iremos abordar o mundo da Física além de curiosidades.
Colaboradores: Alunos do 3ºC:Allanys 01, Giovanna 09, Igor 11, Marcela 24, Thaís 32
domingo, 29 de junho de 2014
Correção-Relatório Avião de Papel Parte 1: Pesquisa sobre avião
Assim como em outras invenções que recebem pouco destaque, não se sabe precisamente quando e onde o avião de papel foi inventado. Há indícios de que foi no Oriente, na China ou mais provavelmente no Japão. Entre os séculos VI e X a arte de fazer papel com cascas de árvores foi introduzida no Japão por chineses. Com esse conhecimento, os japoneses começaram a desenvolver uma sequencia de dobras no papel, que adquiria formas e significados diversos, conhecido como Origami (ori: dobrar, kami: papel).
Sendo então o avião de papel um produto de dobras sequenciadas, pressupõe-se que esse passatempo foi inventado há aproximadamente 1800 anos, quando a dobradura começou a existir e pouco a pouco se tornou de conhecimento público, não só um privilégio da nobreza como era no início de sua descoberta.
Na aula de sexta (27/06) aprendemos sobre polias e engrenagens:
Existem dois tipos: a fixa e a móvel.
FIXA:
onde a força para levantar o objeto É O MESMO que a força de levantá-lo do chão sem a ajuda da polia.
MÓVEL:
onde a força para levantar o objeto É A METADE que a força de levantá-lo do chão sem ajuda da polia, isso contendo apenas uma polia móvel, já que a medida que se acrescenta polia se divide pela metade novamente o valor da força para levantar do solo.
Nosso grupo criou dois e-mails para que todos possam tirar dúvidas. Quando precisarem é só mandar nos seguintes e-mails:
fisicaidesag2@outlook.com
fisicaidesag2@gmail.com
Relatório - avião de papel Parte 1 - Pesquisa sobre Avião
Santos Dumont, Irmãos Wright e Avião de Papel.
Orville e Wilbur Wright
Pioneiros da aviação norte-americana, os dois irmãos, que possuíam
uma oficina de bicicletas, lançaram-se à construção de planadores. Segundo seu
diário, voaram num aeroplano chamado "Flyer" a 17 de Dezembro de
1903, em Kitty Hawk, na Carolina do Norte. O diário registra três outros vôos
com o mesmo aparelho, dos quais um de 59 segundos à velocidade de 50 km/h
e outro, a 5 de Outubro de 1905.
Os irmãos Wright tentaram vender sua aeronave ao Exército dos EUA; depois ao governo francês;
e, posteriormente, a um grupo de industriais. Não obtiveram sucesso. Em 1907
foram à Europa, onde prosseguiram as negociações para a venda do invento.
Somente em 1908 realizaram experiências públicas de vôo no Velho Mundo. Daí
em diante obtiveram grandes sucessos. O Exército norte-americano aceitou o
avião em 1909 e, anos depois, os irmãos Wright passaram a ser considerados pelo
governo dos EUA como inventores.
Santos Dumont
Santos
Dumont nasceu dia 20 de julho do ano de 1873 em João Aires, município de Palmira em
Minas Gerais. Em Ribeirão Preto iniciou seus primeiros estudos, mais tarde
matriculou-se no culto a ciências, de Campinas; depois matriculou-se no Colégio
Montzon de São Paulo.
Com a idade
de vinte e um anos seu pai mandou-o para a Europa para aperfeiçoar
seus estudos, seus pensamentos eram dominados pelo campo da mecânica; sua
primeira invenção foi o balão de nome “Brasil”. No dia 13 de setembro do ano de
1906 usou o biplano “14 BIS” que subiu a uma altura bem elevada do solo.
Com o aparelho “14 BIS” ele conseguiu uma altura de 5 metros e uma velocidade de
40 km/h, voou uma distância de 220 metros.
Assim como antes, ainda há discussões sobre
quem realmente inventou o avião. Mesmo os que defendem que Santos Dumont foi o
inventor, aceitam o fato provado de que os irmãos Wright foram os primeiros a
voar em um avião. Todavia, defendem também que o aeromodelo usado por eles foi
auxiliado por fortes ventos na região do teste de vôo, sendo assim, eles não
podem ter sido os inventores da aeronave; simplesmente por não terem feito um
invento que voasse sem auxilio algum.
Avião de Papel
Há
diferentes versões para a pergunta Quem inventou o avião de papel. Sua invenção
pode ser atribuída aos chineses, aos japoneses e até a Leonardo da Vincci, mas
a mais aceita é de que este passatempo foi elaborado e confeccionado pelo
romeno naturalizado inglês e engenheiro estudante da Universidade de Liverpool, Aero Smith.
Em sua
juventude Smith ansiava por desenvolver um projeto revolucionário ainda não patenteado.
Para tanto, dedicou seu tempo em projetos não valorizados por não contribuírem
com a cultura e tecnologia, até desenvolver uma sequência de dobras em uma
folha de papel, que desse uma forma ao mesmo, proporcionando a capacidade de
voar quando lançado.
Seu
conceito aerodinâmico foi inspirado no vôo das aves de rapina e, teve seu
primeiro teste bem sucedido em 1° de abril de
1865.
(c) Calcular a velocidade média do caso ideal (melhor tempo e melhor distância)
Melhor distância e melhor tempo: 17,84 / 4,13 =
4,31 m/s
Pior distância e pior tempo: 8,15 / 1,15 = 7,08m/s
Cálculos de Vm extras:
15,38 /
3,13 = 4,91m/s
17,84 /
2,05 = 8,70m/s
13,03 /
1,70 = 7,66m/s
10,81 /
1,28 = 8,44m/s
13,08 /
2,51 = 5.21m/s
8,15 /
1,25 = 6.52m/s
16,24 /
2,54 = 6,39m/s
9,37 /
4,03 = 2.32m/s
11,20 /
3,89 = 2,87m/s
13,88 /
4,10 = 3,38m/s
12,37 / 2,81
= 4,40m/s
10,50
/4,13= 2,54m/s
15,39
/1,15= 13,38m/s
18,00
/3,01= 5,98m/s
14,90
/2,22= 6.71m/s
15,16 /1,75=
8,66m/s
13,78
/3,80= 3,62m/s
16,15
/1,37= 11,78m/s
8,78 /3,88= 2,26m/s
13,60 /2,08 = 6,53m/s
(d) Citar 5 grandezas físicas envolvidas no trabalho do avião de papel;
1-Força que a gravidade exerce sobre o avião
2-Força da resistência do ar sobre o avião
3- Velocidade que a Aerodinâmica do avião lhe proporciona
4- Força usada pelo integrante do grupo encarregado de lançar o avião
5- A aceleração que o avião adquire ao ser lançado
Parte 3 - Descrevendo e Calculando
(a) Descreva os materiais utilizados na construção dos aviões.
Sendo os aviões projetos fáceis e simples de se construírem, foi utilizado apenas uma folha de papel
sulfite A4 em branco para cada avião (tempo e distância), sendo elas entregues pelo professor de física
nos respectivos momentos de competição. E para ser possível fazê-los, foi usado um conhecimento sobre
construção de aviões de papel de diversos estilos e funções achados em vídeos no You Tube e postos em
prática por dois dos integrantes do grupo, previamente escolhidos.
(b) Descreva passo a passo como você constrói seu avião de papel (tempo e distância)
Para fins de melhor compreensão deste tópico, será escrito abaixo o passo a passo e postado vídeos
explicativos posteriormente: Tempo: 1- Posicione a folha A4 na horizontal 2- Pegue a ponta inferior direita e leve-a até a parte superior da folha, dobrando em diagonal e formando
um triângulo do lado direito da folha e deixando um retângulo abaixo 3- Pegue a ponta solta do triângulo e leve-a até a ponta na base, dobrando no meio e formando outro
triângulo menor 4- Dobre toda a folha ao meio, levando a parte superior até a inferior, ainda na posição horizontal 5- Desdobre, leve a ponta do triângulo até base do mesmo, seguindo o vinco marcado anteriormente 6- Dobre no meio novamente, seguindo o mesmo vinco 7- Olhe para folha na horizontal e observe que a lateral direita é uma reta curta e que haverá duas asas, a
da frente e a de trás. Pegue a da frente e dobre na metade desta reta curta na lateral. Faça o mesmo com
a asa de trás 8- Agora, as duas asas estarão para baixo, então dobre-as para cima, até a metade do avião 9- Abra essas pontas feitas, segure na parte inferior do avião, no início dele onde o papel está dobrado
mais vezes e, portanto está mais firme para segurar e lance Distância: 1- - Posicione a folha A4 na horizontal 2- Pegue a ponta inferior direita e leve-a até a parte superior da folha, dobrando em diagonal e formando
um triângulo do lado direito da folha e deixando um retângulo abaixo 3- Pegue a ponta solta do triângulo e leve-a até a ponta na base, dobrando no meio e formando outro
triângulo menor 4- Dobre toda a folha ao meio, levando a parte superior até a inferior, ainda na posição horizontal 5- Desdobre a folha e leve tanto a parte superior como a inferior até o meio vincado no passo anterior 6- Faça o mesmo de novo, agora na parte de trás 7- Feito isto, dobre o avião no meio usando o mesmo vinco de antes, abra as asas, segure na reta de papel
entre estas asas e lance (c) Quais as diferenças básicas entre o avião de distância e o de tempo? 1-A construção: cada um tem uma sequência específica de dobras a ser seguida 2-O formato: cada um tem um design próprio 3-Os fins: enquanto um é direcionado para ter o maior módulo de distância entre o ponto de lançamento
e o de pouso, independendo o tempo levado, o outro objetiva permanecer o maior espaço de tempo no
ar, independentemente da distância entre o ponto de lançamento e o de pouso 4- A aerodinâmica: considerando os fins de cada um, o design é direcionado pela aerodinâmica para que a
resistência do ar atue de modo favorável em cada avião 5-A resistência do ar: a superfície de contato no avião de distância é pequena, para que ao ser lançada
a resistência do ar não desacelere a velocidade do avião e ele caia antes do esperado. Já no avião de
tempo, a superfície de contato é relativamente grande, o que permite que à medida que ele caia, a
resistência do ar nas asas faça com que sua queda seja lenta, assim como esperado. 6-A trajetória: o avião de distância faz uma trajetória em linha reta, e o avião de tempo percorre uma
trajetória em espiral 7-O modo de lançar: enquanto o avião de distância é simplesmente lançado na horizontal, o de tempo é
lançado para cima em uma diagonal 8-A força aplicada: o desempenho do avião de distância depende da força aplicada no mesmo para
impulsioná-lo por todo o trajeto. Enquanto a força posta no avião de tempo é exclusivamente para
impulsioná-lo o mais alto possível, já que o “caminho” até o chão é guiado pela ação do ar nele 9-O local do lançamento: por percorrer apenas uma linha reta, o avião de distância demanda um lugar
grande em relação ao comprimento, mas não necessariamente em largura. Já o avião de tempo precisa
de um amplo local, de preferência um a céu aberto, para que possa atingir grandes altitudes e ter espaço
para cair em espiral 10-Técnica: por sua simplicidade no lançamento, o lançador d o avião de distância não precisa de
experiência, já quem lança o de tempo deve saber o modo certo de fazê-lo para que o avião realmente
caia em espiral (d) Liste dificuldades e soluções implementadas no projeto.
Primeiramente houve a dificuldade de que poucos no grupo sabiam fazer os aviões necessários, o que foi
resolvido consultando a Internet e com o auxílio dos outros membros do grupo. Em consequência, houve
debates sobre quem lançaria os aviões na competição, encerradas com a comparação das habilidades
de cada um. E por fim, a própria competição se mostrou um desafio quando o desempenho do grupo se
revelou insatisfatório no ranking. Sendo então este, o fim do projeto, não havia espaço para melhorias e
segundas chances, restando-nos a aprendizagem e a vontade de fazer melhor na próxima.
(e) Determine a massa e o peso dos aviões de tempo e distância.
Tempo: massa = 4g peso = 39.12N
Distância: massa = 4g peso = 39.12N
(f) Exemplifique as 3 leis de Newton através do seu projeto.
Antes do lançamento ambos os aviões estão em equilíbrio estático, com V=0, segundo a 1o Lei de Newton
(Princípio da Inércia). Quando uma força é aplicada sobre os mesmos pelo lançador, os aviões não
entram em equilíbrio dinâmico, pois como a aplicação de força não é constante, a velocidade também
não é.
De acordo com a 2o Lei de Newton (Princípio Fundamental), as forças resultantes aplicadas nos aviões
farão com que eles sofram uma aceleração proporcional a sua massa e a força aplicada. Quanto maior a
força posta no avião, maior será sua aceleração. E assim como já foi mencionado, como a aplicação de
força não é constante, essa aceleração tende a diminuir, auxiliada pela resistência do ar a fazer os aviões
pararem o percurso e caírem.
E por fim, a 3o Lei de Newton (Princípio da Ação e Reação) mostra que a ação de aplicar uma força
para mover os aviões provoca uma reação de mesmo valor e direção, e sentido oposto. Ou seja, se o
lançamento é na horizontal da esquerda para direita, a reação é na horizontal da direita para esquerda.
Como a ação ocorre no ar e a reação no avião, as forças não se anulam e o avião se movimenta. (g) Conclua o projeto.
Como finalização do projeto, o grupo conclui que esta atividade foi proveitosa em dois sentidos. O
primeiro no sentido acadêmico, porque colocar em prática o que se aprende em teoria em sala é um dos
meios mais eficientes de se aprender. Por meio do projeto, aperfeiçoou-se a compreensão de velocidade
média, do Princípio da Inércia, da Ação e Reação e do Princípio Fundamental, as grandezas físicas e forças.
Sendo o relatório a base para as aplicações práticas, já que o importante não é só saber o conceito, e sim
saber usá-lo.
E o segundo sentido é o pessoal. Mesmo não sendo relevante para a matéria ou a nota, essa atividade
tornou a aula e o relatório mais divertidos de realizarem.
Na aula de sexta(06/06), aprendemos a 2°lei de Newton - Princípio Fundamental, que ensina como retirar um corpo do equilíbrio, que só é possível se aplicar uma força que maior que a iminência do imóvel.
Na aula de sexta-feira(30/05),aprendemos como calcular o atrito cinético(dinâmico),que acontece quanto o móvel está em movimento.
Fórmula para calcular
Fatc=Mc.N
Onde:
Fatc:Força de atrito cinético
Mc:coeficiente de atrito cinético
N:Normal
