ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS

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1 ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS 2ª Série Mecânica Geral Engenharia Mecânica A atividade prática supervisionada (ATPS) é um procedimento metodológico de ensino-aprendizagem desenvolvido por meio de um conjunto de etapas programadas e supervisionadas e que tem por objetivos: Favorecer a aprendizagem. Estimular a corresponsabilidade do aluno pelo aprendizado eficiente e eficaz. Promover o estudo, a convivência e o trabalho em grupo. Desenvolver os estudos independentes, sistemáticos e o autoaprendizado. Oferecer diferentes ambientes de aprendizagem. Auxiliar no desenvolvimento das competências requeridas pelas Diretrizes Curriculares Nacionais dos Cursos de Graduação. Promover a aplicação da teoria e conceitos para a solução de problemas práticos relativos à profissão. Direcionar o estudante para a busca do raciocínio crítico e a emancipação intelectual. Para atingir estes objetivos a ATPS propõe um desafio e indica os passos a serem percorridos ao longo do semestre para a sua solução. A sua participação nesta proposta é essencial para que adquira as competências e habilidades requeridas na sua atuação profissional. Aproveite esta oportunidade de estudar e aprender com desafios da vida profissional. AUTORIA: Faculdade Anhanguera de Sorocaba

2 Pág. 2 de 9 COMPETÊNCIAS E HABILIDADES Ao concluir as etapas propostas neste desafio, você terá desenvolvido as competências e habilidades que constam nas Diretrizes Curriculares Nacionais descritas a seguir. Comunicar-se eficientemente nas formas escrita, oral e gráfica. Atuar em equipes multidisciplinares. Avaliar o impacto das atividades da Engenharia no contexto social e ambiental. Avaliar a viabilidade econômica de projetos de Engenharia. Produção Acadêmica 1º. Bimestre: Relatórios 1, com os resultados das atividades realizadas nas Etapas 1 e 2. 2º. Bimestre: Relatórios 3 e 4, com os resultados das atividades realizadas nas Etapas 3 e 4 e apresentação final do protótipo. Participação Para a elaboração desta atividade, os alunos deverão previamente organizar-se em equipes de 5 a 8 participantes e entregar seus nomes, RAs e s ao professor da disciplina. Essas equipes serão mantidas durante todas as etapas. Padronização O material escrito solicitado nesta atividade deve ser produzido de acordo com as normas da ABNT 1, com o seguinte padrão: em papel branco, formato A4; com margens esquerda e superior de 3cm, direita e inferior de 2cm; fonte Times New Roman tamanho 12, cor preta; espaçamento de 1,5 entre linhas; se houver citações com mais de três linhas, devem ser em fonte tamanho 10, com um recuo de 4cm da margem esquerda e espaçamento simples entre linhas; com capa, contendo: nome de sua Unidade de Ensino, Curso e Disciplina; nome e RA de cada participante; título da atividade; nome do professor da disciplina; cidade e data da entrega, apresentação ou publicação. DESAFIO Você e sua equipe deverão construir um guindaste para içar objetos. Os objetos serão confeccionados a fim de que possa ser encontrado o centro de massa (ponto centroide). O guindaste será um protótipo funcional, confeccionado por palitos de picolé, com uma base que possa sustentar as diversas peças construídas. Como função de protótipo, deverá realizar 1 Consulte o Manual para Elaboração de Trabalhos Acadêmicos. Unianhanguera. Disponível em: <

3 Pág. 3 de 9 movimentos verticais e horizontais visando o deslocamento de objetos. Ao final a equipe deverá fazer as demonstrações do protótipo final ao restante da turma e entregar os relatórios ao fim de cada bimestre. Objetivo do desafio Compreender assuntos inerentes à Mecânica Geral através da construção de um protótipo de guindaste envolvendo os conceitos dos equilíbrios estático e dinâmico, forças resultantes em treliças, centroide, momento de inércia, além de introduzir conceitos propedêuticos em projetos mecânicos. ETAPA 1 (tempo para realização: 5 horas) Aula-tema: Estática dos pontos materiais. Esta atividade é importante para que você e a equipe possam compreender sobre aspectos da estática dos corpos, tanto dos pontos materiais quanto a dos corpos extensos e a sua relevância dentro de uma perspectiva de um projeto mecânico, no qual possa haver intervenções com decisões criativas e adequadas a esta atividade. Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos. PASSOS Passo 1 (Equipe) Pesquisar sobre as estruturas e montagens dos guindastes fixos utilizados para içar objetos e materiais de construções. Listar fatores importantes para que possa existir o bom funcionamento de um guindaste e condições de equilíbrio levando em consideração: 1 Sistemas mobilidade vertical, 2 Sistemas de mobilidade horizontal, 3 Material confeccionado, 4 Cabos utilizados, 5 Sistemas mecânicos entre outros. Site sugerido para pesquisa Montagem de um guindaste chinês. Disponível em: < >. Acesso em: 09 out Passo 2 (Equipe) Reunir fotos, esquemas e desenhos que possibilitem uma explicação detalhada da montagem de um guindaste, bem como os sistemas de controles (Levantamento vertical, horizontal, etc.).

4 Pág. 4 de 9 Passo 3 (Equipe) Visualizar o arquivo: Como construir um guindaste de palitos de picolé. Disponível em: < Acesso em: 08 out Passo 4 (Equipe) Confeccionar o guindaste a partir de palitos de picolé. O guindaste deverá estar apoiado numa base plana e de massa consideravelmente maior que todo o guindaste. Lembrar-se também que o protótipo terá mais resistência se for montado treliçado, como visto nos guindastes reais. Site sugerido para pesquisa Como Confeccionar o Poste e o Braço do Guindaste a Partir de Treliças com Palitos de Sorvete. Visualizado em: < Acesso em: 08 out ETAPA 2 (tempo para realização: 5 horas) Aula-tema: Corpos rígidos e sistemas de forças equivalentes. Esta atividade é importante para que você e sua a equipe possam confeccionar o guindaste, deve-se lembrar de que o guindaste deverá suportar peças que serão propostas na etapa seguinte, portanto, deverá ter uma resistência adequada. PASSOS Passo 1 (Equipe) Analisar qual a carga máxima ao utilizar na extensão máxima, ou seja, no ponto onde há maior torque. O teste poderá ser feito experimentalmente colocando gradativamente cargas até que haja o tombamento do protótipo. Caso seja possível, poderá ser utilizado o laboratório da sua unidade para essa parte metrológica. Passo 2 (Equipe) Verificar se a carga a ser testada não danificara as estruturas do protótipo. Às vezes, antes mesmo de encontrar a carga máxima para o momento aplicado, o projeto poderá ter fragilidade nas tensões cisalhantes e o protótipo poderá ceder, por isso analisar esse fato.

5 Pág. 5 de 9 Figura 1 - Esquema do guindaste após montado Fonte: Autor. Passo 3 (Equipe) Fotografar o protótipo, ou desenhar, ou até mesmo plotar com o auxilio de um software indicando onde estão as cargas concentradas (base, e a carga aplicada ao fio). Passo 4 (Equipe) Elaborar um relatório (Relatório 1) contendo as conclusões que o grupo realizou nas Etapas 1 e 2. Esse relatório deverá ser entregue ao professor, em data estabelecida por ele, no final do primeiro bimestre. ETAPA 3 (tempo para realização: 5 horas) Aula-tema: Equilíbrio dos corpos rígidos. Esta atividade é importante para que você e seu grupo conheçam sobre as aplicações das forças distribuídas num sistema e ao conceito de centro de gravidade de um corpo bem como a sua importância na aplicação de um projeto mecânico. Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

6 Pág. 6 de 9 PASSOS Passo 1 (Equipe) Procurar materiais, de densidade e seção transversais constantes (como acrílicos, MDF, plásticos, até mesmo madeiras maciças), para confeccionar peças das seguintes geometrias: duas simples (tipo um retângulo, um triangulo, quarto de círculo, etc. (ver Figura 2)), e uma composta (quadrado com triângulo ou quadrado vazado com círculo, etc.) que possa ser determinado através de cálculos do ponto centroide. Figura 1 - Exemplo de montagem das geometrias para serem içadas pelo guindaste. Fonte Autor. Passo 2 (Equipe) Esboçar uma figura (no mesmo tipo de material adotado para confeccionar na etapa anterior) que seja representada pela área abaixo de uma função qualquer (q) onde q é uma função de carregamento ou que descreve a curva de uma área. Encontrar pela fórmula de centroide a partir do conceito de integral, conforme a equação para determinação do centroide abaixo: Onde: x é o ponto centroide a ser descoberto, (q) é a função de carregamento, (x) é a variável que deverá ser multiplicada na primeira função de carregamento antes de aplicar a primeira integral.

7 Pág. 7 de 9 Figura 3 - Ponto centroide de uma área abaixo de uma função limitadora de área ou função de carregamento. Fonte: Autor.

8 Pág. 8 de 9 Passo 3 (Equipe) Realizar um furo no ponto centroide determinado pelos cálculos. Esse furo será o ponto por onde o cabide do guindaste poderá içar o objeto. Colocar um pino exatamente no ponto centroide das figuras. Este pino poderá ser de palito de dente, clipe de arame, etc.. Figura 4 - Suporte para as peças que serão içadas pelo guindaste. Fonte: Autor. Passo 4 (Equipe) Confeccionar um suporte para as peças onde o pino possa ficar exposto e que possa ser retirado pelo cabide acoplado ao fio do guindaste. Figura 5 - Disposição lateral do cabide que levantará a peça que está no suporte. Fonte: Autor.

9 Pág. 9 de 9 ETAPA 4 (tempo para realização: 5 horas) Aula-tema: Forças distribuídas: centroides e centros de gravidade. Esta atividade é importante para que você possa explanar sobre os conceitos adquiridos concluindo esta ATPS, concluir o projeto com enfoque nos conceitos de forças distribuídas, centroides e centros de gravidade. Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos. PASSOS Passo 1 (Equipe) Observar ao colocar os objetos, se eles irão girar. Se caso isso ocorra deverá ser refeito os objetos e os cálculos, pois o material adotado ou o ponto centroide calculado não foi bem sucedido ao propósito desta atividade. Passo 2 (Equipe) Testar os levantamentos de todos os objetos confeccionados. Verificar se não há algum tipo de rotação e fazer com que isso seja minimizado ao extremo. Passo 3 (Equipe) Apresentar e explanar para a turma sobre o protótipo. Durante a explanação, deve-se articular sobre a confecção do protótipo, indicando a carga máxima, como controlar os fios nas direções verticais e horizontais. Passo 4 (Equipe) Elaborar um relatório conclusivo (Relatório 2) das Etapas 3 e 4 finalizando esta ATPS. Este relatório deverá conter foto do protótipo e uma resenha crítica do grupo sobre a importância desta atividade na sua formação de engenheiro. Se o professor quiser, poderá organizar um concurso, entre as equipes, ao final do segundo bimestre, para eleger o melhor protótipo. Livro-Texto da disciplina: Hibbeler, Russel Charles. Estática: Mecânica para Engenharia. 10ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2007.