Pesquisas Robô

O trabalho de Tesla para Edison começou como simples engenheiro eletricista instalando e reparando lâmpadas incandecentes e rapidamente progrediu para a solução de problemas mais difíceis como remontar geradores de corrente contínua e até projetar vinte e quatro diferentes tipos de máquinas que acabaram se tornando padrões na empresa.
Tesla ofereceu-se para reprojetar completamente a área de geradores elétricos de corrente contínua da Edison Company's. Em 1885, ele disse que poderia reprojetar os ineficientes motores e geradores de Edison, fazendo melhorias de serviço e economia. Conforme Tesla, Edison respondeu: "Você terá 50 mil dólares se conseguir fazê-lo." [32][33] Isso foi uma declaração incomum para Edison, cuja companhia não tinha essa quantidade em caixa.[34] Depois de meses de trabalho, Tesla completou a tarefa e foi questionado quanto ao pagamento. Edison, dizendo que ele estava apenas brincando, respondeu: "Tesla, você não entende nosso humor americano."[33] [35] Em vez disso, Edison ofereceu dez dólares de aumento semanal sobre o salário de 18 dólares semanais de Tesla. Tesla recusou e imediatamente demitiu-se.
Nikola Tesla desenvolveu o modelo polifásico alternado que conhecemos atualmente, além de realizar 40 patentes básicas dos EUA sobre o sistema. Todas estas patentes foram compradas por George Westinghouse. Foi aí que a guerra das correntes tomou corpo maior. O grande conflito era Edison (com sua corrente contínua) versus Tesla-Westinghouse (corrente alternada). Estes acabaram vencendo a batalha por que a tecnologia da corrente alternada se mostrou superior.

Bibliografia
  http://www.infoescola.com/biografias/nikola-tesla/ acessado em 08/11/16 as 21h00

Robô Gladiador - Relatório

G7- Integrantes:

Isabela Araújo, 13

Júlia Inácio, 16 (líder).

Letícia Ferreira, 20

A parte mecânica do robô foi construída pela Letícia Ferreira e Júlia Inácio, enquanto a parte elétrica, inicialmente seria parte da integrante Isabela, porém, diante das dificuldades todos do grupo ajudaram nessa parte, principalmente Júlia Inácio.

Entretanto, o grupo não conseguiu fazer o carrinho andar, por problemas no motor (que foi levado ao Betoni e relatado ao professor), além das rodas do carrinho não pararem.

O carrinho não andou uma vez sequer antes da competição, porém, no dia da competição pela manhã levamos novamente ao Bettoni, e assim, o carrinho competiu a primeira rodada (andando pela primeira vez) e parando de funcionar logo em seguida. Ganhamos a primeira rodada e perdemos a segunda.

PASSO A PASSO

Letícia Ferreira- PARTE MECÂNICA: 

Obs1.: *Foram feitas duas partes mecânicas. Uma feita pelas integrantes Julia e Letícia, que foi substituída por outra por motivos de tamanho (que estavam errados) e também por estar muito pesado, e o segundo foi feito por Letícia, já que a integrante Julia ajudaria na parte elétrica. *Compramos o kit completo. 

Materiais - Parte Mecânica: 

1 caixa de papelão (que vem caixas de leite) 

2 CDs 2 pregos (kit) 

1 elástico 

3 espetos de churrasco 

3 agulhas (com tampa) 

1 rodinha giratória (kit) 

2 rolamentos (kit) 

Fita Adesiva 

Cola quente 

Spray de tinta/pintar 

Como foi feito: 

*Segui o tutorial do Bettoni.

1º Cortei duas placas de papelão para montar o chassis com a base de 12x27cm (no tutorial estava 27,5cm, porém tive que cortar 0,5cm para conseguir encaixar uma placa em cima da outra, pois uma ficou 0,5cm menor). Cortei uma placa de 22x5cm para fazer o escudo e, uma placa de 17x12cm para fazer a suspensão. 

2º Colei as duas placas para montar o chassis, depois colei o escudo na parte de frente deixando 5cm de cada lado (como está na foto). Colei a rodinha giratória a 5cm depois da frente do carrinho e no centro. A partir da traseira, marquei 12cm para colar a suspensão (marcando 3cm da lateral da suspensão). Para cortar o espaço para o eixo, marquei 6cm da traseira (metade) e cortei o espaço para o rolamento (o tamanho foi de acordo com o tamanho do rolamento, não tem uma medida específica). 

3º Após colar o rolamento e o CDs eles descolaram inúmeras vezes, e pedimos ajuda do Bettoni para colar. Usamos a fita adesiva para colar algumas partes do carrinho, como a suspensão, a caixa do controle para fechar, e também para passar em volta dos CDs para não derrapar. O palito deixamos por ultimo, colamos ele no dia da competição com cola quente. 

Obs2.: antes de colar todas as peças do robô, pintei ele com spray preto e prata, pra ficar bonitinho. 

Obs3.: o palito ficou com 10cm para fora do robô contando com a agulha na ponta.

Júlia Inácio - PARTE ELÉTRICA: 

Eu fiz junto com a Leticia a parte mecânica do primeiro robô  que não deu muito certo por que ficou pesado e um pouco grande, e eu ajudei na parte elétrica o que eu sabia fazer por que o maior problema que tivemos no carrinho foi na parte elétrica que precisamos da ajuda do Betoni pra fazer com que funcionasse por que na maior parte que a gente tentou não deu certo ou funcionava por pouco tempo, fiz os reparos necessários para que conseguíssemos ao menos participar da competição,  participei da competição como piloto do robô.

Isabela Araújo - PARTE ELÉTRICA: 

Segui o tutorial do Betoni, porém, inicialmente, fiz a ligação dos fios de modo errado, e levei para o Betoni me ajudar, lá ele fez e me explicou como era e para que servia cada ligação. Ligando então em cada chave uma ponta com sua oposta e depois fazendo ligações únicas em cada uma até  ligar uma na outra e por fim realizando a ligação nos motores.

Nós nos reunimos para construir o robô uma vez, porém, havia vezes que cada uma levava para casa tentando arrumar algo, além disso, em aulas de física que o professor autorizava o uso do carrinho, tentávamos arrumar juntas, pois para nos encontrar é bem difícil. Nós conversávamos também via internet  sobre o carrinho.

Problemas X Soluções

Problema 1- as rodas do carrinho sempre descolavam, levamos para o Betoni duas vezes onde ele nos ajudou com sua cola (mais resistente).

Problema 2- não conseguimos fazer o motor funcionar, levamos 3 vezes para o Betoni, onde ele nos ajudou, e também nos deu dicas do que precisávamos arrumar.
Problema 3- os fios soltaram, e alguns quebraram, levamos para o Betoni nos ajudar com mais fios.

Problema 4- O motor parou de funcionar, depois de arrumado, Betoni soldou os fios para nós.

Problema 5- Nosso papelão onde os motores ficavam perdeu a resistência, para isso, colamos um novo junto a ele.
Problema 6- como o carrinho não funcionava, trocamos as chaves do controle (dica do Betoni) para ele funcionar, mas não funcionou, não houve solução nesse caso.

Medições:

DDP- 4 pilhas (1,5V cada)= 6V

Peso-  0,302g x 9,8= 2,9596 N

Normal- N=P então N= 2,9596N

Dimensões:

Chassi- 17cm x12cm

Base- 12cm x  27,5cm

Comprimento (com espeto)- 33,9cm

Tamanho do espeto- 11,5cm
Distância entre os espetos- 4,2cm
Distância entre os motores- 9cm
Comprimento do escudo-12,7cm
Diâmetro do CD- 12cm
Raio do CD- 6cm
Distância de uma roda a outra- 12,5cm
Diâmetro da rodinha- 3cm
Raio da rodinha- 1,5cm
Espessura do CD- 0,2 x2 = 0,4 cm (usamos dois CDs em cada lado)
Espessura do motor- 1,1cm
Altura da agulha central até o chão- 13cm
Altura da agulha da esquerda até o chão- 10cm
Altura da agulha da direita até o chão- 11cm
Comprimento do rolamento com o tampa de caneta- 1,5cm

Comprimento do aerofólio- 15,3cm
Tamanho do elástico usado-9cm

Conclusão:

Concluímos que esse foi um dos trabalhos que mais precisou de dedicação e paciência, além de aprendermos a construir um robô e a montar sua parte elétrica. Vimos também a presença de conceitos físicos nele, como  massa, potencial, atrito, energia cinética, entretanto, em outros carrinhos, pois como já dito, nosso carrinho só andou na competição e por pouquíssimo tempo.

Sabemos que não cumprimos nem a prova mínima, entretanto, nos dedicamos e tentamos ao máximo fazer com que o robô funcionasse pelo menos uma vez, para isso nos dedicamos ao máximo, tentando arrumar seus defeitos, levando para o Betoni e arrumando onde era o problema, verificamos os fios diversas vezes, trocamos a chave e o motor, e mesmo assim o carrinho continuou com problemas, trocamos também o chassi do carrinho, para ele ficar mais leve. Concluímos com isso, também, que somos mais fortes juntas, nosso carrinho não funcionou, porém, pudemos contar uma com a outra nesse trabalho, com muito nervoso, afinal nos dedicamos para vermos resultados, o que não vimos diretamente, mas vimos em nosso esforço e força de vontade!

Fotos:

Modificações do Telefone de Latinha

O segundo teste de modificação do telefone de latinha foi o que teve melhor resultado, o fio,que antes era barbante, foi trocado por fio de pipa e trocamos as latas por copos de plástico.

Modificações do Telefone de Latinha

Hoje, foi realizado modificações no telefone de latinha.
Foi alterado o fundo das latas, por uma folha de plastico bem fina, o fio foi trocado por fio de lã,que antes era barbante, e foi acrescentado espumas para isolar o som.
Notamos uma melhora no som quando foi trocado o fundo da lata.

Latinha antes das modificações

Materiais

Latinha ao final das modificações

Segundo Teste do Telefone de Lata

Na sexta-feira (06/05), em grupo realizamos o segundo teste do Telefone de Lata e o resultado do grupo foi o acerto de 28 palavras e ganhamos 14 pontos no placar total.

Porque R1. R4 = R2 . R3

A ponte de Wheatstone é um instrumento capaz medir a resistência elétrica com extrema precisão, porém,   com o transdutor adequado pode ser usado para medir outras grandezas. 

 O circuito 

 O circuito ponte de wheatstone, nada mais é que dois divisores resistivos, onde três valores de resistências   são conhecidos e um não, um galvanômetro que mede a corrente de forma indireta e uma bateria que   alimenta o circuito.     O galvanômetro é usado para verificar o equilíbrio do circuito, ou seja, se as tensões VA e VB forem iguais   não haverá corrente passando pelo galvanômetro e, portanto, não haverá deflexão do ponteiro.   Se o circuito estiver desequilibrado haverá uma corrente circulando pelo galvanômetro e, portando, o   ponteiro sofrerá uma deflexão indicando o desequilíbrio. 

 Alguns conceitos básicos

 Conhecer algumas leis da eletricidade é essencial para compreender a   ponte de Wheatstone.   No circuito ao lado é fácil observar que se V1 for igual a V2 as   correntes I1 e I2 serão iguais e, portanto, se anulam e não haverá   tensão sobre R caracterizando o equilíbrio. Já se V1 for diferente de V2   uma das correntes será maior e, neste caso, haverá uma corrente e,   portanto, uma diferença de potencial, ou tensão elétrica sobre R,   caracterizando o desequilíbrio do circuito. 

 O divisor de tensão

 Como já mencionado a ponte pode ser analisada usando dois divisores de tensão e uma bateria.  Para que a ponte esteja em equilíbrio a tensão no ponto A (VA) deve ser iguala tensão no ponto B (VB). 

 Então:   VA = VB

 [R2 ÷ (R2 + R1)]. V = [R4 ÷ (R4 + R3)]. V

 R2 ÷ (R2 + R1) = R4 ÷ (R4 + R3)

 R2. (R4 + R3) = R4. (R1 + R2) 

 R2. R4 + R2. R3 = R4. R1 + R4. R2 

 R2. R3 = R4. R1 

 Com esta equação podemos calcular qualquer um dos 4 resistores.

 Vejamos um exemplo:    Qual o valor de R4 para que a ponte fique em  equilíbrio?   R2. R3 = R4. R1   R4 = (R2. R3) ÷ R1   R4 = 2200.3600 ÷ 1200   R4 = 6600Ω

 Encontrando a resistência desconhecida

 Para encontrar a resistência desconhecida usamos um potenciômetro no lugar de um dos resistores, além   de outros dois resistores todos de valor conhecido.     Ajusta-se o potenciômetro até que não haja diferença de potencial entre os pontos A e B e, portanto, sem   corrente no galvanômetro e então é só calcular o valor da resistência desconhecida.

Fonte

https://www.passeidireto.com/arquivo/11219511/ponte-de-wheatstone

Ponte de Wheatstone

Ponte de Wheatstone

O que é , e como funciona.

SOBRE A COMPETIÇÃO

Hoje (29/04) realizamos em sala e em grupo o teste do "Telefone de Lata", e o grupo ficou em 3º lugar na competição, atras somente dos grupos 2 (com 48 palavras) e 8 (com 42 palavras), com 40 palavras, ganhando 20 pontos no placar da sala (total 32 pontos no placar).

PASSO A PASSO: TELEFONE DE LATA

 1º pegamos as latas (de molho de tomate), jogamos fora o produto e fizemos um furo pequeno na parte de baixo das latas;

2º medimos 10 metros de fio barbante, deixamos um pouco a mais para poder amarrar dentro das latinhas;

3º colocamos o fio dentro das latas e amarramos para prendê-los.

Telefone de latinha

Telefone de lata é um brinquedo utilizado por crianças para imitar uma ligação de telefone.
Duas latas unidas por um barbante permite a comunicação à distância, transmitindo as ondas da voz pela vibração do barbante, fazendo assim um "telefonezinho".
Fisicamente falando, as Ondas Sonoras, transmitidas pelo telefone de lata, são Ondas Longitudinais que consistem numa série de Compressões, seguidas de Rarefacções, e que se propagam através de Meios como o ar, a água ou os sólidos. As Ondas Sonoras propagam-se muito melhor, e mais rapidamente, nos materiais sólidos do que no ar.
Quando alguém fala ou emite um som, o ar ondula ou vibra. Os nossos ouvidos captam as vibrações de som, ou ondas de som, e enviam-nas para o nosso cérebro. Só então ouvimos o som.
Quando se aplica tensão ao fio e falamos para uma das latas do telefone, o som vibra pelo fio esticado até à outra lata. A pessoa do outro lado do telefone ouve a mensagem após os seus ouvidos captarem as vibrações de som e as enviarem para o cérebro para serem processadas.
As características físicas do Som são: Frequência, Comprimento de Onda, Amplitude e Velocidade.
Frequência e Comprimento de Onda: A Frequência f representa o número de ondas que passa por um ponto num segundo, medidas em Hertz. O Comprimento de Onda λ é a distância entre dois picos de onda sucessivos. A Frequência e o Comprimento de Onda relacionam-se à Velocidade do Som v pela equação:
λ x f = v
A Amplitude é a diferença entre as pressões máxima e mínima no interior das ondas.
A Velocidade depende do meio, sua temperatura e pressão. Em ar seco, a 20ºC, a Velocidade do Som é, aproximadamente, 343 m/s. A Velocidade é superior em materiais mais densos ou sólidos, tal como a água, aço ou um fio em tensão.
Fonte:
https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Telefone_de_lata
http://macao.communications.museum/por/Exhibition/firstfloor/moreinfo/1_1_7_TinCanTelephones.html

Novo grupo

Giovanna Strumiello, 11
João Pedro Anelli, 14
Isabela Araújo, 13
Júlia Inácio, 16
Leticia Ferreira, 20

Eletroimã

O grupo se destacou no eletroimã ficando em primeiro lugar na sala.

Cabo de Guerra Eletrostático

      A segunda prova do ano foi o cabo de guerra eletrostático onde dois alunos atritavam uma bexiga em seus cabelos e lutavam para atrair uma latinha de refrigerante.
      Apesar de nossos testes terem um resultado positivo, no dia da competição acabou não funcionando, com isso o grupo sete ficou em sétimo lugar.

Eletroscópio

Primeira prova - Pêndulo atração
Segunda prova - Pêndulo repulsão
Terceira prova - Eletroscópio de folhas (separação das folhas)
Quarta prova - Manter a separação das folhas.

Pra que serve um eletroscópio?
Detectar se um corpo está ou não carregado.

Desempenho -  o grupo conseguiu cumprir todas as provas propostas.

3ºB - Grupo 7

Gabriela Santos Bernardes, 10
Giovanna Arena, 11
Isabela dos Santos Araújo, 13
João Pedro Anelli Pinto, 14
Julia Inácio, 16
Letícia Ferreira Sansoni, 20

Relatório

Nomes:

Gabriela Bernardes , 06
Isabella Lourenço, 11
Júlia Vasconcelos, 16

Carrinho:

Procedimentos:

Recortou-se um pedaço de madeira;
Fixou-se a ratoeira, parafusando-a;
Fixou-se os dois eixos;
Colocou-se as rodinhas (4) nos eixos;
Instalou-se uma haste na ratoeira;
Amarrou-se um pedaço de barbante na haste;

Problemas	Soluções
Foi recortado um pedaço muito grande de madeira, fazendo com que a massa do carrinho fosse maior e sua velocidade menor.	Foi recortada boa parte dessa madeira, diminuindo a massa do carrinho.
Tendo uma ratoeira pequena, sua mola é mais fraca, fazendo com que a velocidade do carrinho não fosse tão alta.	Foi trocada a mola, por uma de outra ratoeira maior, ou seja, mais forte. Aumentando sua velocidade.
Alavanca maior que o eixo, e muito pesada.	Trocada por uma haste menor e mais leve.
Rodinhas lisas, tendo então pouco atrito fazendo com que o carrinho patinasse.	Foi colocado um pequeno pedaço de borracha (papel EVA) em volta das rodinhas de trás do carrinho.

Física no projeto:

Velocidade, Energia Cinética, Força, Massa, Tração, Força Elástica.

Cálculos:

Peso

P=m/g                           

P=400/10

P=40

Velocidade média

Tempo	Distancia	Velocidade Média
206 segundos	3 metros	------------------
192 segundos	3 metros	------------------
181 segundos	3 metros	------------------
Média: 193 segundos	Média: 3 metros	Média: 64,3 m/s

Conclusão:

Concluímos que atingimos o objetivo esperado, afinal conseguimos construir um carrinho onde a ratoeira era a única força presente e cumprimos a prova mínima estabelecida.

Modelos de carrinhos pesquisados

http://pt.wikihow.com/Construir-um-Carrinho-de-Ratoeira
http://omundofisica.blogspot.com.br/p/carrinho-ratoeira.html
http://falandofisicamente.blogspot.com.br/p/carrinho-de-ratoeira.html

Carrinho Movido a Ratoeira

Introdução:


A finalidade deste desafio é desenvolver métodos eficazes de transformação de energia potencial em cinética. Para isso, serão aplicados conhecimentos sobre máquinas simples para construir um veículo que usará uma ratoeira para propulsão. A eficiência da máquina é crucial, pois vencerá a competição o veículo mais rápido e que não queime os limites da pista.


A física envolvida:

Energia

Desde o início do século XX, a humanidade tem passado por um processo de transformações sem precedentes na História. A produção industrial e agrícola cresce continuamente, as cidades tornam-se cada vez maiores e esse processo tem uma conseqüência: precisa-se cada vez mais de energia.
Com o aperfeiçoamento das máquinas, foi possível diminuir seu tamanho e aumentar sua potência. Inicialmente as máquinas eram usadas como bombas de água, depois passaram a ser usadas na indústria têxtil e serrarias. No final do século XVIII, surgem as primeiras locomotivas.

O que é energia?

Apesar de sua enorme presença na vida de todos e de sua importância como conceito científico nas explicações dos fenômenos naturais, é muito difícil expressar por meio de uma definição o que é energia. Em física existe uma definição: energia é a capacidade de realizar trabalho. Mas essa definição não agrada nem mesmo aos físicos, pelas limitações que ela tem. Quando vemos uma lâmpada iluminando uma sala dizemos que ela está emitindo energia luminosa. É difícil imaginar como essa energia luminosa, emitida pela lâmpada e que se espalha pela sala, pode ser vista como uma "capacidade de realizar trabalho".
Assim, a compreensão do conceito de energia não vem do conhecimento de sua definição, mas sim da percepção de sua presença em todos os processos de transformação que ocorrem em nosso organismo, no ambiente terrestre ou no espaço sideral. No mundo macroscópico, das galáxias, estrelas e dos sistemas planetários, ou no microscópico, das células, moléculas, dos átomos ou das partículas subatômicas.

Tipos de energia

Podemos encontrar vários tipos de energia, dos quais se destacam duas categorias associadas ao movimento: energia potencial (energia de posição) e energia cinética (energia do movimento), que somadas nos dão a energia mecânica.

Em = Ep + Ec

Na categoria geral de energias do tipo potencial estão as energias que representam um potencial de interação armazenado por via de uma determinada posição relativa. Estas energias podem ser libertadas e convertidas noutras formas de energia, alterando o estado do sistema. A energia potencial está associada a uma força restauradora (tende a puxar um objeto à sua posição inicial quando o objeto é deslocado).

Energia Potencial

A energia potencial é um tipo de energia que está relacionada com a configuração do sistema, ou seja, esta relacionada com as posições do objeto. Podemos dizer também que energia potencial é a energia que pode vir a se torna energia cinética. Existem vários tipos de energia potencial, as mais conhecidas são as: gravitacional e a elástica.

A fórmula da energia potencial gravitacional é:

Ep.g = m . g . h

A fórmula da energia potencial elástica é:

E = ( k . x² ) / 2

Energia Potencial Elástica


Na ratoeira serão usadas molas de distendimento e compressão radial também conhecidas como molas de torção sendo que as equações e conceitos das molas de flexão, que são as mais comuns, não poderão ser aplicadas a estas.


Molas de torção são aquelas cuja solicitação predominante é a da torção. A mola de torção mais simples é chamada barra de torção. É constituída por uma barra de seção circular de eixo retilíneo, presa por uma extremidade e sujeita na extremidade livre a um momento que age num plano normal ao eixo da barra. Age como mola quando coliga elasticamente dois órgãos mecânicos que devem submeter-se a afastamentos angulares elásticos relativos. O coeficiente de rigidez torcional é dado por Kt = Mt/j e representa o momento torsor necessário para que a seção da extremidade livre da barra gire de um ângulo j = 1 radiano; este é tanto maior quanto maior é o módulo de elasticidade transversal G do material e do momento de inércia polar Jp, da barra, e quanto menor é o comprimento l da barra. Demonstra-se, também, que a energia potencial elástica absorvida pela barra é igual a (1/2) K.
Neste projeto a mola que aciona a ratoeira é na verdade um reservatório de energia potencial. Quando a ratoeira é armada, esta mola armazena uma boa quantidade de energia, que depois se transforma em energia cinética quando ela se desarma, ou seja, se transformará em energia cinética pois o carrinho irá adquirir movimento.

Primeira Lei de Newton

Lei I: Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele.
Conhecida como princípio da inércia, a Primeira lei de Newton afirma que a força resultante (o vetor soma de todas as forças que agem em um objeto) é nulo, logo a velocidade do objeto é constante. Consequentemente:
Um objeto que está em repouso ficará em repouso a não ser que uma força resultante aja sobre ele. Um objeto que está em movimento não mudará a sua velocidade a não ser que uma força resultante aja sobre ele.
Newton apresentou a primeira lei a fim de estabelecer um referencial para as leis seguintes. A primeira lei postula a existência de pelo menos um referencial, chamado referencial newtoniano ou inercial, relativo ao qual o movimento de uma partícula não submetida a forças é descrito por uma velocidade (vetorial) constante.
No momento em que desprendemos a haste e fazemos com que energia potencial elástica seja transformada em energia cinetica. A energia cinética demonstra que o carrinho de ratoeira está em movimento, e esse continuará em movimento até que seje aplicado uma força contra contraria ao movimento. A principal força contraria ao movimento é a Força de Atrito.

Força de Atrito


Definimos força de atrito como uma força contrária ao movimento de um corpo. A força de atrito aparece em razão das rugosidades existentes nas superfícies dos corpos. O atrito depende da força normal entre o objeto e a superfície de apoio, quanto maior for a força normal maior a força de atrito. Matematicamente podemos calcular a força de atrito a partir da seguinte equação:Fat = μ.N., na qual Fat é a força de atrito; μ é a constante de atrito do material e N é a força normal, referente à força exercida pelo piso no carrinho.

Temos dois tipos de força de atrito:

Coeficiente de atrito dinâmico ou cinético: presente a partir do momento que o corpo efetua deslocamento.
Coeficiente de atrito estático: presente quando o corpo se encontra na iminência do movimento, ou seja, no princípio da atuação da força externa. A força de atrito estático é maior que a força de atrito dinâmico.

Relação Velocidade x Atrito


Em condições normais, o automóvel “arranca” sem que as rodas escorreguem sobre a estrada, isto é, sem derrapar, e portanto o atrito é estático. Se o carro “arrancar” derrapando, o atrito é cinético. Pressionando o acelerador, aumentamos a velocidade de rotação das rodas, ω, e portanto a velocidade do centro de massa, vCM (notar que vCM = ωR, sendo R o raio das rodas). A força de atrito estático (de módulo variável) tem de aumentar. Enquanto ela não atingir o valor máximo, o carro pode acelerar. Como a força de atrito cinético tem módulo inferior a esse valor máximo, podemos concluir que se consegue uma maior aceleração ao “arrancar” com atrito estático, isto é, evitando que o carro derrape.
No carrinho esta relação deverá ser bastante relevada pois o sucesso do carrinho depende do seu deslocamento e portanto derrapadas no início do movimento serão apenas desperdício da força acumulada na mola da ratoeira e portanto deverá ser evitada. Por essa razão nas rodas serão colocadas faixas de borracha para que o atrito entre a roda e o chão aumente.

Velocidade angular

Para caracterizar a rotação de todos os pontos de uma roda, basta saber qual o ângulo formado por um ponto qualquer em relação ao ponto central em um determinado intervalo de tempo.

A velocidade angular (w) é expressa por:

w = (deslocamento angular)/(intervalo de tempo) = Dj/Dt ... (rad/s)


Nota 1: Rodas acopladas a um mesmo eixo têm mesma velocidade angular, mesmo período e mesma freqüência (ilustração abaixo, esquerda):

w1 = w2 <==> V1/r1 = V2/r2 <==> V1/V2 = r1/r2




Por essa razão serão usadas rodas maiores pois para uma mesma velocidade do eixo será imprimida uma velocidade menor na roda o que resulta em menor velocidade do centro de massa e por fim menor velocidade do carrinho, aumentando o atrito em relação ao chão.
O centro de massa acima citado seria o carrinho se o considerássemos como um ponto e que normalmente se relaciona com o centro de gravidade que por sua vez é o ponto de equilíbrio do corpo.

Terceira Lei de Newton

Lei III: A toda ação há sempre uma reação oposta e de igual intensidade: ou as ações mútuas de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas em direções opostas.
A Terceira lei de Newton, ou Princípio da Ação e Reação, diz que a força representa a interação física entre dois corpos distintos ou partes distintas de um corpo. Se um corpo A exerce uma força em um corpo B, o corpo B simultaneamente exerce uma força de mesma magnitude no corpo A— ambas as forças possuindo mesma direção, contudo sentidos contrários. Como mostrado no esquema ao lado, as forças que os esquiadores fazem um no outro são iguais em magnitude, mas agem em sentidos opostos. Repare que, embora as forças sejam iguais, as acelerações e ambos não o são necessariamente: quanto menor a massa do esquiador maior será sua aceleração.
As duas forças na terceira lei de Newton têm sempre a mesma natureza. A exemplo, se a rua exerce uma força ação para frente no pneu de um carro acelerando em virtude do atrito entre este pneu e o solo, então também é uma força de atrito a força reação que empurra o asfalto para trás.
De forma simples: a força é a expressão física da interação entre dois entes físicos: há sempre um par de forças a agir em um par de objetos, e não há força solitária sem a sua contra-parte. As forças na natureza aparecem sempre aos pares e cada par é conhecido como uma par ação - reação.
Aplicando a terceira lei de Newton encontramos a reação Normal. Em física, força normal é uma força de reação que a superfície faz em um corpo que esteja em contato com esta, essa força é normal à superfície.
É utilizada para calcular a força de atrito
Lembrando que a força normal é igual, EM MÓDULO, a força peso no caso de planos paralelos e coincidentes, mas não constituem um par de ação e reação.
A força peso é uma força de campo, enquanto a força normal é uma força de contato. Para constituirem um par de ação e reação, ambas deveriam ser forças do mesmo tipo.
Quando se pressiona uma campainha há a força normal do seu dedo contra a campainha, ao mesmo tempo que existe a reação (Terceira lei de Newton): a campainha faz força contra o seu dedo.
É a força de superfície contra superfície.
A força normal existe sempre que há contato entre o corpo e a superfície de apoio, independentemente de essa superfície ser ou não horizontal. A direção da força é sempre perpendicular à superficie de apoio.

Carrinho de Ratoeira

Gabriela Bernardes - construção
Isabella Lourenço - testes
Júlia Vasconcelos - pesquisas