quinta-feira, 15 de outubro de 2015

Relatório: Robô Gladiador

Lucas Araujo, Matheus Agostinho, Matheus Lins, Vinicius Guratti          nº: 24, 28, 29, 39

Projeto

O projeto proposto para o 3º trimestre consiste na construção de um robô que será controlado por um cabo conectado a um joystick com duas chaves, de modo que o controlador possa se movimentar em qualquer direção com o robô; no entanto é necessário treino para refinar a habilidade de controle.
No dia da competição, os protótipos de dois grupos serão colocados para batalhar. Isso ocorrerá da seguinte forma: Na parte superior de cada robô será posicionada uma bexiga, e na parte frontal dos mesmos estarão 3 empaladores (espetos de churrasco com agulhas fixadas nas pontas). O intuito é estourar a bexiga do grupo adversário para conquistar a vitória e passar para a próxima batalha. Esse ciclo de eliminação se repete até restarem somente dois grupos. O vencedor da última batalha receberá determinada pontuação no placar geral das salas.
Embora a descrição do trabalho seja simples, muitos conceitos físicos estão envolvidos no mesmo e sua construção requer o máximo de dedicação e esforço para se chegar ao melhor modelo possível.
O grupo precisa seguir uma série de medidas, as quais não podem ser ultrapassadas, visto que esta é uma regra da competição e, caso seja desobedecida, o grupo em questão estará desclassificado. As medidas podem ser encontradas no blog do 3º EM-A do professor Mauricio Ruv Lemes (http://fisicaidesa3.blogspot.com.br/search/label/Rob%C3%B4%20Gladiador). Além disso, há também um tutorial para a construção do robô, no qual o grupo se apoiou juntamente com o tutorial incluso no kit vendido na escola.

Fotos


Procedimentos


Ao comprar o kit de peças da parte elétrica do robô, o primeiro integrante a ter contato com o mesmo foi Matheus Agostinho, o qual ficou encarregado da parte elétrica juntamente com Vinicius Guratti.
A ligação dos fios nas chaves controladoras e no suporte para as pilhas foi a parte menos trabalhosa e a que foi feita com mais rapidez, visto que em apenas uma reunião da equipe encarregada conseguiu realizar a passagem de corrente elétrica em ambos os motores (que tinhas potências iguais) e promover o funcionamento dos mesmos. 
A explicação impressa no manual que vem acompanhando o kit foi suficiente para auxiliar a dupla e foi apenas necessário um encontro com Bettoni (construtor dos kits) para esclarecer como devia ser feita a ligação nas pilhas.
Por outro lado, a parte mecânica foi a que mais necessitou de atenção, pois vários problemas foram encontrados conforme a construção da carcaça e o acoplamento das roldanas no corpo do robô acontecia.
Logo na primeira reunião da parte mecânica, ambos os integrantes encarregados (Lucas Araujo e Matheus Lins) encontraram dificuldade para delimitar o ponto de equivalência de medida entre uma roldana e outra, ja que elas têm tamanhos diferentes e, portanto, ao serem colocadas sem antes serem medidas, o peso delas fazia com que ficassem tortas e nem mesmo uma grande quantidade de cola quente conseguisse fixá-las. Foi preciso construir três bases de papelão, as quais não estavam corretas, até a equipe acertar nas medidas e compensar a diferença entre os tamanhos das peças no tamanho das secções feitas no papelão.
Além disso, outra questão que atrapalhava o andamento da parte mecânica foi como fixar o motor na parte superior da carcaça do protótipo. Os fios que se ligam a cada um dos motores são muito frágeis, diante disso, quebravam-se e  desprendiam-se deles, sendo necessário derreter a solda feita anteriormente, retirar o estanho inutilizado e prender novamente os fios. Para realizar tal tarefa foi necessária a ajuda da equipe encarregada da parde elétrica, porque depois de várias tentativas falhas, a equipe mecânica não estava obtendo êxito. No fim, um dos fios do motor direito se soltou novamente e, como não havia a possibilidade do uso da solda, a solução encontrada pelo integrante Lucas Araujo foi fazer uma espécie de "L" com a ponta do fio que saía do controle e fechá-la em volta do pequeno fio que estava preso na solda. Tudo isso foi fixado com fita isolante e o motor apresentou o mesmo funcionamento que tinha antes do fio se quebrar. Percebendo a fragilidade e a dificuldade para colar os motores no robô, toda a parte onde os fios estavam soldados foram envolvidas pela fita, de modo que ela promovesse maior proteção e durabilidade para o conjunto fio - motor. A utilização de tal artificio facilitou o trabalho de colar os motores na parte superior do protótipo.
Outros problemas,como a grande pressão exercida entre os motores e as rodas pelo elástico, dificultando a movimentação do carrinho e retirando dele a velocidade para avançar, recuar ou mudar de direção; a massa do carrinho, a qual estava elevada demais e, assim como o empasse anterior, promovia a dificuldade de movimentação do robô não foram solucionados em apenas uma reunião. Ocorreram mais dois encontros da parte mecânica para que todos os problemas fossem solucionados e as questões que restaram, como passar fita isolante em volta da parte das rodas que fica em contato com o chão para aumentar o atrito entre esses dois elementos e evitar que o robô patinasse, semelhante ao que ocorre quando o carro fica atolado na lama e também a questão do escudo frontal onde os empaladores são colocados, a qual não tinha sido inserida no robô, fossem inseridas no projeto e se equiparasse à parte elétrica, bem desenvolvida, e apresentando bom funcionamento.

Conclusão

Fica claro, portanto, que o robô gladiador é o projeto mais sofisticado e que requer que o grupo se debruce sobre o mesmo com maior empenho, de modo a possibilitar o equilibrio das duas partes nas quais é dividido: a parte mecânica e a parte elétrica. Não foi um trabalho fácil para o grupo, principalmente pela falta de horários que coincidissem para que reuniões fossem marcadas, no entanto deu a oportunidade de colocar em prática todos os conceitos que foram trabalhados durante o ano letivo nas aulas de física teórica, principalmente aqueles referentes às matérias que envolvem circuitos e campos elétricos. 
É legítimo dizer que o objetivo de construir algo foi alcançado. O grupo foi capaz de ponderar as ideias e colocá-las da melhor maneira para que elas apresentassem melhorias no robô e para que o mesmo conseguisse se movimentar da melhor maneira possível. Uma questão não atingida foi a que diz respeito ao cumprimento da prova minima de fazer um "8" entre dois gizes. No dia em que esta foi realizada, o protótipo ainda não estava com os motores fixados e, dessa maneira, o grupo não conseguiu realizá-la.
Por ultimo, referente à questão de aprender algo com o projeto, o que mais pode ser levado em conta nessa parte foi a importância da matéria de elétrica dada nas aulas de física teórica. Foi possível colocar em prática o aprendizado promovido por cálculos na construção de um circuito. O interessante é que mesmo a parte mecânica, a qual não ficou encarregada de manusear os fios e realizar a ligação deles, ao abrir o controle para colocar as pilhas, pôde entender como eles estavam ligados. Além disso, o grupo aprendeu, por meio da prática, a importância do atrito em relação ao movimento e à velocidade e, acima de tudo, a divisão do grupo em duas equipes encarregadas de diferentes etapas no processo de construção do robô levou as mesmas a manter uma postura responsável frente ao trabalho que cabia a cada uma.

domingo, 28 de junho de 2015

Construção do telefone de latinha passo a passo

O telefone de latinha é um objeto simples de ser construído e, portanto, envolve poucos materiais. A seguir descrevemos como foi construído o modelo final, com as adaptações feitas pelo grupo, que foi utilizado na competição do dia 23/6.



Materiais utilizados:

- 10m de barbante
- 2 copos de papel de 400mL (os copos são facilmente encontrados em redes de restaurantes fast food)
- Tesoura
- Caneta
- Cola quente
- Compasso
- Fundo de caixa de ovo (utilizamos as partes onde os ovos são colocados)


Passo a Passo:

1º: Localizar no fundo dos copos o seu centro e marcá-los com a caneta.

2º: Com a ponta seca do compasso, perfurar nas marcações. É importante não fazer um furo muito grande. O diametro da ponta seca do compasso é o tamanho suficiente para o barbante passar.

3º: Passar as extremidades do barbante pelos furos

4º: Dar um nó nas extremidades passadas para que o barbante fique fixo e não saia do copo

5º: Recortar os fundos da caixa de ovo

6º: Passar uma boa quantidade de cola quente nas partes recortadas

7º: Fixar as partes com cola na superficie interna de apenas um copo

8º: Deixar esfriar por aproximadamente 30 minutos

9º: Testar 

Relatório Telefone de Latinha

*Algumas questões foram feitas em sala, no modelo físico do relatório, diante disso, a postagem é daquelas que não foram realizadas*


Questão 3) De forma genérica, explique como funciona o telefone de latinha.

De forma genérica, o funcionamento se dá da seguinte maneira:

Os copos/latas receberem as ondas sonoras emitidas e, por meio do fio que os liga, elas são passadas do copo de quem emite, ou seja, de quem fala, para o copo de quem recebe, isto é, quem ouve. Os copos servem como captores e ampliadores das ondas sonoras (fato que se comprova a medida que sem eles seria impossível a comunicação. Somente emitir as ondas diretamente no fio não resultaria em nenhuma mudança), e vibram conforme as ondas são emitidas. Tal vibração passa para o fio que liga os copos. Dessa forma, as ondas percorrem o fio e chegam na outra extremidade ligada a ele, permitindo que o que foi falado seja ouvido.

*É importante ressaltar que o entendimento das palavras/frases faladas vai depender dos tipos de materiais usados e da forma como o fio está conectado (o fio quando esticado transmite melhor as ondas). Tendo em vista que as ondas são emitidas em um volume não muito alto, os materiais devem ser capazes de captá-las bem e o fio deve ser capaz de transmiti-las.


Questão 4) No teste realizado na aula anterior seu grupo foi colocado para competir com outro protótipos desenvolvidos. Como foi o desempenho do grupo? Ele foi bem? Justifique.

O grupo teve um desempenho bom, sendo que marcou uma pontuação de 32 palavras, ficando atrás apenas do grupo 3, o qual conseguiu marcar 40 palavras. Embora o total de palavras tenha sido uma quantidade relativamente alta e o grupo tenha se saído bem, o desempenho não foi o esperado, já que em testes realizados anteriormente, conseguíamos passar mais palavras. Talvez o nervosismo tenha atrapalhado, mas um fator decisivo para não atingirmos o que queríamos foi que a comunicação se deu de forma lenta. O indivíduo que ouvia não conseguia compreender totalmente, dessa forma, quem falava, precisava adequar a dicção e pronunciar as palavras pausadamente.


Questão 5) O grupo está satisfeito com o desempenho no teste da última aula? Justifique.

Embora o total de palavras tenha sido uma quantidade relativamente alta e o grupo tenha se saído bem, o desempenho não foi o esperado, o que levou o grupo a não se satisfazer completamente com o resultado.
Em testes realizados anteriormente pelo próprio grupo, conseguimos passar mais palavras num tempo aproximado ao do teste realizado em sala.


Questão 6) Como o grupo fez a escolha de seu equipamento para realizar o teste?

A escolha foi feita baseada em pesquisas, mas também em tentativa e erro, tendo em vista que diversos protóripos foram feitos com o intuito de acharmos a melhor combinação de copo/lata e fio. Além disso, a observação dos modelos de outros grupo nos testes supervisionados teve peso na hora de montar o telefone do grupo, pois alguns deles eram feitos a partir de materiais diferentes e estavam melhores que o nosso. Aliado ao primeiro ponto levantado, isso levou o grupo a construir mais protótipos até chegar em um conjunto que se adequava à voz de quem falou: copo de papel de 400mL ligado por um fio de barbante.



Questão 7) Cite 5 grandezas físicas envolvidas no projeto do telefone de latinha.

- Volume                                                         - Massa
- Comprimento de onda                                  - Velocidade de onda
- Frequência



Questão 8) Descreva abaixo, quais as próximas etapas que o grupo pretende realizar dentro do projeto do telefone de latinha.

O grupo pretende testar ainda outros tipos de fios. Embora o modelo desenvolvido até agora tenha se mostrado bastante eficiente e esteja cumprindo bem o papel de transmitir as ondas e de proporcionar um volume bom para a compreensão das palavras, queremos ter total certeza de que é ele o melhor telefone para ser usado na competição. 
Uma outra etapa é utilizar algum material além dos copos e dos fios. Queremos aumentar a capacidade de compreensão para que não haja nenhuma confusão entre certas palavras, como a que se pôde notar ao pronunciar palavras com sonoridade semelhante ( "Larissa" em determinadas situações é ouvida como "Patrícia").
Diante disso, o grupo pensou em anexar o fundo de caixa de ovo (as partes que dão suporte aos ovos) em volta da parte interna do copo, dessa maneira, proporcionando uma melhor captação das ondas emitidas e enviando-as unicamente para o fundo do copo. Ou seja, vamos acumular e direcionar as ondas para a parte que está ligada de forma direta ao fio, fazendo com que elas não de dissipem pelas laterais do copo.



Questão 9) A voz masculina e a voz feminina possuem frequências diferentes. Qual a faixa de frequência de cada uma das vozes? Qual a referência onde encontrou tal informação?

A frequência da voz masculina é em torno de 85 Hz a 155 Hz. Já a frequência da voz feminina está em torno de 165 Hz a 255 Hz. A informação foi obtida em um blog canadense especializado em aparelhos de audio e vídeo chamado Axiom. O link para a postagem segue abaixo:

sexta-feira, 26 de junho de 2015

Tabela de testes do telefone de latinha










Diante dos testes com os diferentes tipos de materias, é possível perceber que o conjunto que apresentou melhor resultado foram os copos de papel de 400 mL, o qual pôde ser obtido em restaurantes fast food, ligados por barbante. Pela observação dos outros protótipos testados, a linha de costura e o fio de nylon se mostraram ineficazes na passagem das ondas. Isso porque o primeiro fio tinha um corpo fino e leve demais, vibrando com demasiada intensidade e deixando o som um pouco distorcido. Já o nylon era muito rígido e pouco maleável, dessa forma, não vibrava muito bem e, consequentemente, a passagem das ondas era dificultada.

O barbante, então, foi o fio mais eficaz, o qual possibilitou total passagem das ondas e otimizou a comunicação. Por conta do seu corpo feito a partir de fios de lã trançados, fazendo-o do mesmo um material leve e maleável, as ondas caminhavam bem por sua extensão.

A lata de Nescau e o copo de isopor, por sua vez, produziam uma espécie de som de fundo parecido com o som de uma concha quando se encosta o ouvido nela. Devido a isso os copos de papel foram o material que eliminou tal ruído e melhorou a recepção do som para quem ouvia.

sexta-feira, 22 de maio de 2015

Telefone de latinha - 1º teste supervisionado

Na sexta-feira, foi realizado um teste sob o acompanhamento do Professor Maurício Ruv Lemes (http://fisicaidesa3.blogspot.com.br/), o qual tinha o intuito de checar o desempenho dos grupos neste experimento. Nosso grupo acertou 32 palavras, ficando atrás apenas do grupo 3 que acertou 40 palavras. Embora nosso desempenho tenha sido relativamente bom, o total de acertos não foi o esperado, já que em testes realizados anteriormente nos saímos melhor.

Percebemos que a troca de informações entre a pessoa que fala e a que ouve se dá de uma maneira lenta, pois é preciso falar claramente cada palavra pra total compreensão de quem ouve. Isso foi fator decisivo para o termos ficado em segundo lugar no teste, sendo assim, um ponto que precisa de atenção para atingirmos o maior desempenho possível.


A partir da observação de outros telefones, melhoramentos como isolar as laterais internas da latinha de modo que só a base da mesma vibre e passe tal vibração para o fio, assim como usar latas de comprimento grande, ao invés de uma grande e outra pequena foram as conclusões que o grupo conseguiu chegar com o propósito de aumentar a capacidade de propagação do telefone.

sábado, 16 de maio de 2015

Telefone de latinha - 2º Trimestre


A partir deste final de semana (16/05), se inicia o projeto do 2º trimestre: O Telefone de Latinha. A proposta deste projeto é construir um telefone simples, ao estilo dos usados por crianças, composto por duas latas ligadas a um fio - segue imagem ao final do post - e que seja possivel transmitir o som da lata utilizada para falar até a lata utilizada para ouvir. 
O projeto tem o propósito de melhor compreensão da matéria escolar referente à ondas, mais precisamente acústica e ondas sonoras. No mesmo será englobado os conceitos de frequência, timbre, intensidade, altura, entre outros.Conforme o avanço na realização do projeto, mais postagens serão inseridas no blog.

  • Exemplificação do projeto:


domingo, 15 de março de 2015

1º Trimestre - Iniciação Tecnológica - Eletroscópios

   Neste começo de ano, a primeira matéria é sobre cargas elétricas. Diante disso, o projeto de Física Experimental do 1º trimestre é a construção e utilização de dois diferentes tipos de eletroscópio - o eletroscópio de folhas e o eletroscópio de pêndulo. Vale ressaltar que este foi apenas um projeto, e não uma competição.

   O que é um eletroscópio:

  • Eletroscópio é um instrumento utilizado para apontar se um corpo está ou não eletrizado, isto é, se ele possui algum tipo de carga, seja negativa ou positiva. Em outras palavras, o eletroscópio é um aparelho composto por algum tipo de material capaz de transportar as cargas do objeto para algum local que possa indicar se o mesmo realmente possui alguma carga ou se está neutro. No eletroscópio de folhas, por exemplo, as folhas no final do gancho se afastam caso o objeto possua alguma carga elétrica. Caso ele não possua, elas permanecem imóveis.
  • Modelo de um eletroscópio de folhas:

  • Modelo de um eletroscópio de pêndulo:
A imagem inclui o conceito do seu funcionamento. Ao aproximar um objeto positivamente carregado (uma caneta após atritar contra um pano, por exemplo), a esfera metálica na ponta do fio (geralmente feita de papel alumínio), que é inicialmente neutra, ou seja, possui a mesma quantidade de cargas negativas e positivas, tem suas cargas de sinais opostos às do objeto atraídas, enquanto as de mesmo sinal migram para a extremidade oposta, seguindo então o princípio de atração e repulsão (cargas de sinais opostos se atraem e cargas de sinais iguais se repelem). Dessa forma, a esfera é atraída e tende a grudar no objeto. Com o contato entre os dois, as cargas positivas do objeto, que estão em maior quantidade que as cargas negativas da esfera, passam para a mesma, deixando-a positivamente carregada. Seguindo novamente o princípio de atração e repulsão, ao separar o objeto da esfera e aproximá-los novamente, eles se repelem, pois devido ao contato ocorrido anteriormente, ambos possuem cargas de sinais iguais.