Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Sul de Minas Gerais - IFSULDEMINAS - Câmpus Inconfidentes

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1 1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Sul de Minas Gerais - IFSULDEMINAS - Câmpus Inconfidentes ENGENHARIA DE AGRIMENSURA E CARTOGRÁFICA Fisíca II PONTE DE MACARRÃO Inconfidentes, 13 de junho de 2016.

2 2 Henrique Lucas dos Santos. RA: 0210 Leandro Cezario Santos. RA: 6349 Lucas Roberto Beraldo. RA:1957 PONTE DE MACARRÃO Trabalho apresentado à Disciplina Física, do Curso de Engenharia de Agrimensura e Cartográfica do IFSULDEMINAS Câmpus Inconfidentes, Inconfidentes-MG, como requisito parcial das atividades avaliativas na referida disciplina, ministrada pelo professor Marcelo Reis/Antonio Carlos. Inconfidentes, 13 de junho de 2016.

3 3 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO OBJETIVO DESENVOLVIMENTO CONCLUSÃO...15

4 4 1. INTRODUÇÃO A palavra Ponte provém do Latim Pons que por sua vez descende do Etrusco Pont, que significa "estrada. Ponte é uma construção que permite interligar ao mesmo nível pontos não acessíveis separados por rios, vales, ou outros obstáculos naturais ou artificiais, permitindo a passagem sobre o obstáculo a transpor. Desde a Antiguidade, as pontes vêm sendo muito útil e necessária à sociedade. Mas foi a partir da revolução industrial que as pontes ganharam destaque, pois construir pontes para transpor vales e rios era essencial para fazer a economia acelerar. Seguindo os conceitos de treliças (estruturas formadas por elementos resistentes, as barras ou hastes, ligados entre si por articulações, nós, que se consideram, no cálculo estrutural, perfeitas, sem qualquer consideração de atrito ou outras forças que impedem a livre rotação das barras em relação ao nó), adquiridos pelo curso da disciplina de Física II, torna-se possível o cálculo de pontes.

5 5 2. OBJETIVO O trabalho em questão tem por finalidade construir uma ponte de macarrão a partir dos conhecimentos obtidos na disciplina de Física II e Mecânica vetorial, como uma forma de aplicação prática dos conteúdos transmitidos em aula pelo professor Marcelo Reis/Antonio Carlos. Aplicando tais conhecimentos e com ênfase principal no conteúdo de treliças, tem como objetivo que a ponte de macarrão suporte o peso de 30kg.

6 6 3. DESENVOLVIMENTO Como é da área de atuação do engenheiro, qualquer obra, por mais simples que possa ser, deve ser, acima de tudo, muito bem calculada e projetada. Assim a primeira ação a ser exercida é a escolha da estrutura ideal para a construção da ponte de macarrão. Após muita pesquisa, escolheu-se a ponte constituída de treliças, com dimensões descritas a seguir: Comprimento da parte inferior: 110 cm, sendo constituída de duas hastes de 55 cm cada; Comprimento da parte superior: 55 cm, sendo constituída de por única haste; Comprimento das hastes na posição diagonal: 55 cm; Altura: Aproximadamente 47,63cm; Largura: 10 cm; Ângulos das hastes na posição diagonal: 60 com a horizontal. Tendo decidido a estrutura da ponte, a segundo ação a ser tomada, consiste em estipular um valor, em newtons (N), do peso esperado pelo grupo, que a ponte suporte. Assim, a estimativa do valor da carga de colapso da ponte é de 300N, isto é, 30 kg. Com a tomada das decisões acima, na sequencia consiste em fazer os cálculos para a construção da ponte. Para que uma maior precisão fosse alcançada, foram feitos o desenho, no software AutoCAD, e os cálculos das forças atuantes em cada haste, ou seja, as forças de tração e compressão inclusas na ponte, também todos realizados manualmente. Não se levou em conta a força cortante e o momento fletor para construção da ponte.

7 7 Contudo, para ter a confirmação de que todos os cálculos em questão estavam certos, utiliza-se o software Ftool. As figuras a seguir, mostram as etapas utilizadas em tal programa para o cálculo das forças e comportamento da ponte. Figura 1 Início do desenho da ponte no Ftool. Figura 2- Desenho da ponte no Ftool, fornecendo, neste momento, algumas características da ponte.

8 8 Figura 3 - Fornecimento do peso a ser suportado pela ponte para o programa. Figura 4 Comportamento da ponte. Utilizando as equações fornecidas pelo professor, montou-se uma pequena planilha eletrônica, para o cálculo da quantidade de fios a serem utilizados para compor cada haste da ponte.

9 9 Figura 5 Planilha eletrônica, para cálculo do número de fios presentes em cada haste.. Com toda a etapa de cálculos concluída, o passo tomado foi o corte do macarrão. Com o uso de uma régua graduada e de lápis, mediu-se cada fio de macarrão e cortou-os com o uso de tesoura, um a um.

10 10 Figura 6 fios devidamente cortados. O próximo passo tomado foi a preparação das hastes. Para isso, separaramse os fios de macarrão que iria compor cada haste, unindo-os utilizando fita crepe, e, utilizando uma balança, mediu-se o peso total composto por todas as hastes que fazem parte da ponte.

11 11 Figura 7 padronização das hastes Dessa forma, passou-se para a etapa da colagem dos fios de macarrão para formação das hastes. A cola utilizada foi resina da marca Redelease e, após a colagem dos fios com a cola, amarrou-se as hastes com fio dental para assegurar melhor fixação.

12 12 Figura 9 Processo de secagem das hastes, após a colagem. Com as hastes coladas e após certo tempo para que a cola se secasse por completo e as hastes estivessem bem firmes, começou-se o processo para a montagem da ponte. Antes disso, porém, desenhou-se a ponte de macarrão em folha de tamanho compatível para usar esse desenho como referencia na montagem da mesma. Antes que se iniciasse o processo de colagem da ponte, as hastes foram lixadas para que houvesse um melhor encaixe quando na etapa da colagem das mesmas.

13 13 Figura 10 Finalização da montagem de um dos lados da ponte, enquanto parte do outro estava em processo de secagem, com uso de um secador de cabelo

14 14 Figura 11 Ponte recebendo os últimos acabamentos de montagem de sua estrutura. Figura 12 Ponte pronta com os integrantes do grupo.

15 15 4. CONCLUSÃO Conclui-se, após a ponte finalizada, que dependendo da estrutura, ou ainda, da arquitetura escolhida para a construção da ponte, tem-se uma maior eficiência, isto é, a carga de colapso da ponte é maior. Além disso, pode-se adquirir uma maior economia, pois, com uma estrutura perfeita, levando em consideração também o formato de tal ponte, a quantidade utilizada de material será menor. Como experiência de mundo, pode-se concluir que, também no dia-dia prático, toda essa análise e cuidados feitos para construção da ponte é essencial para um engenheiro que projeta tantas obras.