RAÍZES COLEGIAL - I I SEMESTRE DE 2 014

Transcrição

1 PONTE DE MACARRÃO PÚBLICO ALVO : Ensino Médio Equipes de 4 alunos por turma OBJETIVO : A construção e o teste de carga de uma ponte treliçada, utilizando macarrão do tipo espaguete e colas epoxi e quente (tipo silicone, aplicada com pistola), conforme especificado no regulamento da competição. A ponte deve ser capaz de vencer um vão livre de 40 a 50 cm, com peso não superior a 250 g. A construção da ponte deverá ser precedida da análise de algumas opções possíveis de tipos de pontes e do projeto detalhado do tipo de ponte escolhida, com estimativa da carga de colapso. O trabalho deverá ser realizado em grupo, sendo cada grupo formado por até 5 alunos. Objetivos do Trabalho Essa competição é obrigatória a todos os alunos do 1º. EM ao 3º. EM e tem como objetivo principal do trabalho proposto a motivação nos alunos o desenvolvimento de habilidades que lhes permitam: aplicar conhecimentos básicos de Física para resolver problemas projetar sistemas estruturais simples comunicar e justificar seus projetos em forma oral e escrita trabalhar em grupo para executar seus projetos Premiação Prêmios para o 1o Lugar: Cada um dos integrantes do grupo que for vencedor de sua classe ou série, com a ponte mais resistente, entre todas as pontes participantes da competição, receberá uma premiação a ser decidida pela direção. O melhor de cada classe competirá entre elas, a vencedora levará pontos (série e turma ) para o DECORA 2014, Outros Prêmios: certificado de participação Avaliação - Os professores envolvidos com a coordenação e direção decidirão o valor desse projeto( de três a quatro pontos) na prova bimestral de novembro.

2 - Todos os grupos que construírem a ponte e a colocarem sob o vão com o suporte dos pesos apoiados e antes da primeira carga já tenham quebrado terão 50 % da nota. Os grupos que não trouxeram a ponte,ou que esta não consiga ficar sob o vão com o suporte, ou infringirem o regulamento terão nota zero nesta atividade. A competição será em Novembro. A nota da competição obedecerá a tabela abaixo : NOTA ( a combinar a distribuição ) De 1 até 2 kg De 2kg até 3 kg De 3 kg até 4 kg De 4 kg até 5 kg Acima de 5 kg Regulamento da Competição a) Disposições gerais: 1 - Cada grupo poderá participar com apenas uma ponte. 2 - Antes da realização dos testes de carga das pontes, cada grupo deverá apresentar uma estimativa do valor da carga de colapso de sua ponte e uma lista das colas utilizadas na sua construção. 3 - Na semana anterior à realização dos testes de carga das pontes, será constituída uma comissão de fiscalização presidida pelo(s) professor(es) da(s) turma(s) participante(s) da competição e formada por alunos desta(s) turma(s). Esta comissão estará encarregada de verificar se as pontes se adequam às prescrições do regulamento da competição. b) Normas para a construção da ponte: 1 - A ponte deverá ser indivisível, de tal forma que partes móveis ou encaixáveis não serão admitidas. Qualquer violação das normas desclassificarão a ponte da competição. 2 - A ponte deverá ser construída utilizando apenas massa do tipo espaguete número 7 ou 8 da marca Barilla e colas epoxi do tipo massa (exemplos de marcas: Durepoxi, Polyepox, Poxibonder, etc.) e do tipo resina (exemplos de marcas: Araldite, Poxipol, Colamix, etc.). Será admitida também a utilização de cola quente em pistola para a união das barras nos nós. Outros tipos de cola poderão ser admitidos se submetidos previamente à consideração do(s) professor(es) da(s) turma(s) participante(s) da competição. Massa Espaguete

3 Colas Epoxi tipo massa Colas Epoxi tipo resina Cola Quente em pistola 3 - O peso da ponte (considerando a massa espaguete e as colas utilizadas) não poderá ser superior a 250 g. 4 - No limite de peso prescrito (250 g), não serão considerados o peso do mecanismo de apoio fixado. 5 - A ponte só poderá receber revestimento ou pintura com as colas permitidas. 6 - A ponte deverá ser capaz de vencer um vão livre de 40 a 50 cm, estando apoiada livremente nas suas extremidades, de tal forma que a fixação das extremidades não será admitida. Modelo de uma ponte com vão de 1 m: A altura máxima da ponte, medida verticalmente desde seu ponto mais baixo até o seu ponto mais alto, não deverá ultrapassar 50 cm. A ponte deverá ter uma largura mínima de 5 cm e máxima de 20 cm, ao longo de todo seu comprimento.

4 Para que possa ser realizado o teste de carga da ponte, ela deverá ter fixada na região correspondente ao centro do vão livre, no sentido transversal ao seu comprimento e no mesmo nível das extremidades apoiadas, uma barra de aço de construção de 8 mm de diâmetro e de comprimento igual à largura da ponte ou. A carga aplicada será transmitida à ponte através de uma barra ou outro peso como kg de açúcar. c) Normas para a apresentação das pontes: 1 - Cada grupo deverá entregar sua ponte já construída, acondicionada em uma caixa de papelão. A data da entrega das pontes será fixada pela coordenação da competição. 2 - No momento da entrega de cada ponte, membros da comissão de fiscalização da competição procederão à pesagem e medição da ponte e à verificação do cumprimento das prescrições deste regulamento. Após a entrega, a ponte ficará armazenada em local a ser determinado pelo(s) professor(es) da(s) turma(s) participante(s) da competição, até o momento da realização dos testes de carga. d) Normas para a realização dos testes de carga: 1 - A ordem da realização dos testes de carga das pontes corresponderá, na medida do possível, à ordem de entrega das mesmas. 2 - Cada grupo indicará um de seus membros para a realização do teste de carga de sua ponte. Durante o teste de carga, o aluno deverá utilizar luvas de proteção para evitar acidentes no momento do colapso da ponte. 3 - A carga inicial a ser aplicada será de 1 kg. Se após 10 segundos de ter aplicado a carga, a ponte não apresentar danos estruturais, será considerado que a ponte passou no teste de carga mínima, e ela estará habilitada para participar do teste da carga de colapso. 4 - Se a ponte passou no teste da carga mínima, as cargas posteriores serão aplicadas em incrementos definidos pelo membro do grupo que está realizando o teste. Será exigido um mínimo de 10 segundos entre cada aplicação de incremento de carga.

5 5 - Será considerado que a ponte atingiu o colapso se ela apresentar severos danos estruturais menos de 10 segundos após a aplicação do incremento de carga. A carga de colapso oficial da ponte será a última carga que a ponte foi capaz de suportar durante um período de 10 segundos, sem que ocorressem severos danos estruturais. 6 - Se na aplicação de um incremento de carga ocorrer a destruição do ponto de aplicação da carga, será considerado que a ponte atingiu o colapso, pela impossibilidade de aplicar mais incrementos de carga (ainda que o resto da ponte permaneça sem grandes danos estruturais). 7 - Após o colapso de cada ponte, os restos da ponte testada poderão ser examinados por membros da comissão de fiscalização da competição, para verificar se na sua construção foram utilizados apenas os materiais permitidos. Caso seja constatada a utilização de materiais não permitidos, a ponte estará desclassificada. 8 - Em caso de empate de duas ou mais pontes com a mesma carga de colapso, será utilizado como critério de desempate o peso menor e se persistir o empate, a doação de massa por parte do grupo. Se ainda persistir o empate, será considerada a ordem de entrega das pontes. 9 - Qualquer problema, dúvida ou ocorrência não contemplada neste regulamento, deverá ser analisada pela comissão de fiscalização, e a decisão final sobre o assunto em questão caberá ao(s) professor(es) da(s) turma(s) participante(s) da competição. Dicas e Curiosidades Nesta página são publicadas dicas para a elaboração do trabalho e curiosidades relacionadas com competições de pontes de espaguete realizadas em outras instituições de ensino. Uma dica sobre onde encontrar cola epóxi barata. Procure nas lojas de modelismo: em geral, nestas lojas se encontra cola epóxi importada em tubos de maior tamanho que os obtidos nos supermercados e ferragens. Com a compra de uma unidade apenas é possível construir toda a ponte. - Escolher a geometria, o desenho, da ponte.- Fazer os cálculos, ou utilizar um programa de computador que faça esses cálculos.- Existem muitos sites na Internet com muitas fotos de pontes. Há muitas com um bom desenho. Há de se notar que a estrutura das pontes na Internet geralmente localiza-se na parte superior sendo que nos concursos da APROFI também se utiliza a estrutura na parte de baixo A que tem dado melhor resultado é a resina epóxi, tipo araldite, do tipo 24h para secar.somente após 4h dá para movimentar a parte colada. Precisa tempo.o tipo 2h também dá bom resultado, mas seca rapidamente e em cinco minutos não dá mais para usar.

6 Compra de cola epóxi pela internet. Uma dica para o acabamento e corte de barras da estrutura. A utilização de uma micro-retífica pode facilitar bastante o acabamento ou o corte das barras da estrutura, ou até a eliminação de pequenos excessos de cola, usando os discos de lixa ou de corte que geralmente acompanham estes equipamentos. - Software: Utilize o Ftool para achar os esforços da treliça plana. Após isso decomponha esses esforços de acordo com a angulação da sua treliça espacial. O AutoCAD é útil para fazer o plano de corte das barras; - Coloquem à prova: testem as cargas para ver se elas passam ou não do peso máximo; - Corte: Faça barras com 1 cm a mais do que no projeto. Essa folga é útil porque será preciso cortar e lixar as pontas das barras para encaixar uma na outra; - Material: utilizem resina epóxi pra unir os fios e também as barras. - União: usem fio dental para segurar os fios enquanto eles secam; - Lixa: utilizem a microrretífica para lixar as barras; - Inclinações: façam um gabarito em uma mesa para que as angulações fiquem perfeitas. Links Interessantes Nesta página são listados links para sites relacionados com a competição: sites com conteúdo didático, sites de software para análise estrutural, sites sobre pontes, etc. Todos os links são apresentados em uma janela separada, portanto para voltar a esta página, basta fechar a janela correspondente ao link acessado. Dicas de Projeto. Site com dicas de projeto de pontes de espaguete e de outros materiais Spaghetti Bridge Building. Site com muitas informações sobre a construção de pontes de espaguete Spaghetti Bridge Contest. Site da Okanagan University College, que foi uma das primeiras instituições organizadoras de competições de pontes de espaguete, nos anos 80 do século passado... :-)

7 Bridge Building. Site com muitos links para sites com informações sobre pontes reais e competições de pontes de espaguete.