Valores dos Testes da Catapulta

S1= 2,5 m      T1= 1,7s        Vm1= 1,47 m/s            Q1= 0,0735 kg.m/s         I= 0,02025 N.s  
S2= 4,5 m      T2= 2,4s        Vm2= 1,875 m/s          Q2= 0,09375 kg.m/s

Construção da Catapulta: Passos a seguir

     Em relação a construção da catapulta, é possível dizer que tivemos uma grande facilidade em faze-la, tivemos ajuda de um profissional da área, o que tornou tudo mais fácil.
Primeiramente tivemos a preocupação de usar uma madeira rígida e pesada, pensando que ela não sairia do lugar na hora do lançamento e nem quebraria;
Depois fizemos as medidas, com o limite proposto;
Como fizemos a catapulta em uma marcenaria, cortamos toda a madeira em maquinas próprias para essa função;
Para começar a montar, iniciamos pela base, que foi toda parafusada, caso algo estivesse errado era mais fácil para desmontar e arrumar;
Depois fizemos as laterais, também parafusadas;
Precisávamos de algo para sustentar a haste, então usamos outro tipo de máquina, específica para isso, logo depois, só encaixamos a base da haste nas laterais internas da catapulta;
Fizemos a haste em forma retangular, também cortada em máquina, essa parte foi coloca junto a base;
Por fim, uma estrutura foi colocada, para quando acontecesse o lançamento a haste não batesse reto, e sim inclinada;
Pensando no garrote: fizemos um furo lado a lado da haste, e um encaixe a cada lado da catapulta, depois de amarrado, só faltava a superfície da bolinha, que foi escolhida uma caneca de alumínio, onde ela foi cortada e no final, parafusada no topo da haste.

Postagem de correção do Grupo 4

Corretos: 17
Errados: 1
Data do prêmio de Max Born não está correta.

Vencedores do Prêmio Nobel de Física

Joseph John Thomson- Inglaterra em 1906

James Chadwick- Inglaterra em 1935

John William Strutt- Inglaterra em 1904

Niels Bohr- Dinamarca em 1922

Marie Curie- Polonia em 1903

Robert Andrews Millikan- Estados Unidos em 1923

Wilhelm Conrad Rontgen- Alemanha em 1901

Albert Einstein- Alemanha em 1922 

3º trimestre- Catapulta

Começa um novo trimestre e começam também os preparativos de um novo projeto. Fizemos nas últimas semanas novas reuniões, abaixo temos algumas imagens da construção da nossa catapulta:

Correção do Relatório

Correção do Relatório do Aeromodelo de Tempo e Distância

Parte 1 - Pesquisa sobre avião

- História do avião:
Santos Dumont ou irmãos Wright: Quem é o pai?
     As invenções que mudam o curso da história não costumam surgir da noite para o dia. São resultado do trabalho árduo de diversos inventores e cientistas, que preparam o terreno para uma descoberta revolucionária. Entretanto, o crédito costuma ir para apenas uma pessoa, que por inventividade, gênio ou até por sorte, acaba dando o passo decisivo. A ele ou ela estão garantidas todas as glórias. Às vezes, porém, é difícil determinar quem merece ter seu nome imortalizado. É o caso da disputa entre Alberto Santos Dumont e os irmãos Wilbur e Orville Wright. Santos Dumont é louvado como Pai da Aviação no Brasil. No resto do planeta, ele é um ilustre desconhecido: o título de desbravadores dos céus cabe aos Wright. Nos Estados Unidos, terra natal dos dois irmãos, festeja-se este ano o centenário do primeiro voo da dupla, ocorrido em 1903. Aqui, a comemoração será em 2006, quando vão se completar 100 anos desde que Santos Dumont voou com seu 14 Bis.
Mas, afinal, qual das datas está correta? Quem foi o inventor do avião?
Para tentar responder essas perguntas, é preciso voltar à virada do século 19 para o 20. “Dois grandes desafios se apresentavam com relação à conquista do ar: a dirigibilidade dos balões (ou seja, a capacidade de controlá-los) e o voo com aparelhos mais pesados do que o ar”, afirma o físico Henrique Lins de Barros, do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, em São Paulo. A partir de 1890, as experiências se multiplicaram em ambas as frentes. Havia muita expectativa, o problema é que não existia uma definição para o voo controlado, nem do balão nem do “aparelho mais pesado do que ar”.
Em 1898, foi criado o Aeroclube da França. Com o intuito de estimular a competição e ao mesmo tempo estabelecer marcos históricos definitivos, o Aeroclube criou prêmios que seguiam critérios básicos. Para a dirigibilidade dos balões, foi definido que a experiência seria pública, realizada diante de uma comissão oficial e com data marcada, para evitar que fatores como condições climáticas favorecessem algum concorrente. “Até então, a prática comum era levar um cientista de renome para observar a demonstração e escrever um parecer, mas os relatos eram subjetivos e carregados de emoção”, diz Henrique. Em outubro de 1901, o Prêmio Deutsch – oferecido pelo magnata do petróleo Henri Deutsch de la Meurthe, no valor de 50 mil francos – foi arrematado por Santos Dumont, após contornar a Torre Eiffel a bordo de um dirigível. Sua principal inovação foi acoplar um motor de combustão interna movido a gasolina (que depois ele usaria nos aviões) a um balão de hidrogênio.
Um a zero. No entanto, definir o que seria um voo de avião seria um desafio bem maior. O assunto era polêmico, e muitas pessoas sequer acreditavam na possibilidade de algo mais pesado do que o ar levantar voo. A descrença era comum até a célebres cientistas. Em 1895, o físico e matemático britânico Lord Kelvin declarara que “máquinas voadoras mais pesadas que o ar são impossíveis”. A ciência, porém, avança contrariando o impossível, e homens cheios de imaginação se lançaram ao sonho de voar. O francês Clément Ader montou um aeroplano em forma de morcego, que chegou a perder contato com o chão, sem ganhar, no entanto, altitude. Samuel Langley, dos EUA, conseguiu fazer um pequeno modelo não tripulado voar. Entretanto, era Otto Lilienthal quem causava sensação na crítica especializada e de longe se tornara o preferido do público. Voando em planadores inspirados nos pássaros, o alemão mostrou que um voo eficiente era possível.
Para o Aeroclube francês, no entanto, planar não era o mesmo que voar. Ainda se discutiam os critérios para determinar o prêmio do primeiro voo de aparelho mais pesado do que o ar, quando, em 1903, chegou à Europa a notícia de que os Wright haviam realizado os primeiros vôos controlados em um avião. Porém, a única evidência era um telegrama escrito pelos próprios irmãos, contando terem voado contra ventos de cerca de 40 quilômetros por hora. Nos dois anos seguintes, os rumores eram de que eles haviam percorrido distâncias cada vez maiores, chegando a impressionantes 39 quilômetros. “Mas os irmãos não divulgavam uma foto sequer, e não permitiam que testemunhas neutras acompanhassem o experimento”, diz Marcos Danhoni Neves, físico da Universidade Estadual de Maringá. Os franceses ignoraram o feito, por falta de provas concretas e também devido ao vento forte, que ajuda o avião a decolar.
Estabeleceu-se que o voo deveria ser feito com tempo calmo, e que o aparelho fosse capaz de alçar voo sem ajuda de elementos externos (o vento ou uma catapulta, por exemplo). Como no caso dos balões, a façanha deveria ser acompanhada por uma comissão oficial. E foi assim que, no dia 23 de outubro de 1906, foi realizado o primeiro voo homologado da história. Nos campos de Bagatelle, em Paris, na presença de juízes e de uma multidão de curiosos, Santos Dumont pilotou seu 14 Bis por exatos 60 metros, a uma altura entre 2 e 3 metros. “O homem conquistou o ar!”, gritavam as pessoas em terra firme. Pelo feito, o brasileiro recebeu prêmio de 3 mil francos oferecido por Ernest Archdeacon, um dos fundadores do Aeroclube. Menos de um mês depois, em 12 de novembro, ele voou ainda mais longe, 220 metros (a 6 metros de altura), batendo o próprio recorde.
Enquanto isso, os irmãos Wright mantinham segredo sobre sua invenção, apesar dos convites para que fossem demonstrá-la na Europa. “Um dos motivos pelos quais os americanos se recusavam a participar dos eventos franceses era que seu avião, para decolar, usava uma catapulta, com um peso de 700 quilos que descia de uma torre e impulsionava o aparelho para o voo  algo totalmente fora do parâmetro dos europeus”, afirma Marcos. Outra razão para mistério era o medo de que sua ideia fosse roubada. Em 1904, a Feira Mundial de Saint Louis ofereceu prêmio para quem conseguisse voar, mas eles não compareceram. Em 1905 e 1906, tentaram vender o projeto da máquina voadora para o Ministério da Guerra dos EUA e depois para o governo francês, mas recusaram-se a fazer demonstrações e por isso o negócio não foi para a frente.
A conduta dos Wright era bem diferente da de Santos Dumont, que publicava seus projetos. E ao contrário dos americanos, que consideravam sua invenção relativamente acabada, o brasileiro estava sempre testando novas engenhocas. Antes do 14 Bis, ele se esforçara para aperfeiçoar o dirigível. Até 1905, construiu mais oito aparelhos do tipo, sem contar um helicóptero que não decolou e um aeroplano que foi abandonado no meio. Só então voltou-se para o desenvolvimento de uma máquina “mais pesada do que o ar”. O próprio Santos Dumont explicou mais tarde a razão da demora: “É que o inventor, como a natureza de Lineu, não faz saltos: progride de manso, evolui”. Ele sabia que a decolagem dependia de um motor potente, e enquanto não havia um, seguia explorando os balões.
Curiosamente, o primeiro projeto de Santos Dumont era parecido com um avião moderno, mas diferente dos aviões da época. Porém, devido às críticas, ele abandonou a ideia  A cautela estava ligada também a um evento que abalou os pioneiros da aviação: a morte de Otto Lilienthal, cujo avião se espatifou em 1896. “O episódio lançou uma onda de medo entre os inventores, que resolveram adotar a configuração chamada canard”, conta Henrique. Canard quer dizer “pato” em francês e refere-se à posição das asas na parte de trás e o bico na frente. Nessa configuração, o profundor – leme horizontal que ajuda a erguer o nariz da aeronave para que ela possa levantar voo – fica na frente, enquanto nos aviões atuais é localizado na traseira. Os Wright foram os principais divulgadores do canard e influenciaram o próprio Santos Dumont, que adotou a configuração no 14 Bis.
Em 1908, os Wright finalmente levaram o Flyer para a Europa e apresentaram pela primeira vez as fotos do voo de 1903. “A essa altura, todos estavam interessados nos recordes de distância, e os Wright, que de fato tinham desenvolvido melhor a parte de aerodinâmica e controle no ar, sabiam que, nesse ponto, poderiam se sair bem”, diz Henrique. Os americanos causaram sensação no Velho Mundo com vôos de mais de 100 quilômetros. Tornada pública, sua invenção ajudou a impulsionar o desenvolvimento da aviação, que atingiria um marco com a travessia do Canal da Mancha (entre França e Inglaterra) pelo francês Louis Blériot, em 1909.
Na comparação, do ponto de vista aerodinâmico, o avião brasileiro sai perdendo. Baseado no conceito das células de Hargrave (caixotes vazados como em pipas japonesas), o 14 Bis acabou ultrapassado. Porém, trouxe inovações importantes: o trem de pouso e os ailerons, que permitem a inclinação para os lados, conferindo maior estabilidade. E há quem defenda que a aeronave dos Wright sequer possa ser considerada um avião. “O que eles inventaram não passa de um planador motorizado. Muita gente se surpreende ao saber sobre a catapulta”, diz Marcos, que dá palestras sobre o tema.
A polêmica está cercada de ufanismo, e é provável que jamais possamos dizer com certeza quem foi o primeiro homem a voar. Porém, há um fato curioso. Quase 100 anos depois do feito de Santos Dumont, o 14 Bis voltou a ganhar os céus. Ou quase: trata-se de uma réplica, construída pelo coronel paulista Danilo Flores Fuchs, que pilotou seu avião diversas vezes, inclusive uma em São Paulo, em 1989, e outra em Paris, em 1991. “Ele é bastante estável e é possível atingir distâncias maiores de 1 quilômetro”, diz Fuchs. Nos EUA, sonha-se fazer o mesmo com o Flyer. Existe até uma fundação, a Discovery of Flight Foundation, que se dedica a estudar a façanha dos Wright, construindo réplicas e tentando fazê-las voar. Até hoje, não conseguiram.

Parte 2 - Primeiros testes e física

A - Função dos elementos do grupo:

- Ana Giulia; n° 3 - Responsável pelos testes do Aeromodelo de Distância;
 - Guilherme Meirelles; n° 14 - Lançador dos aeromodelos na competição;
 - Isabela Prado Malta; n° 17 - Responsável pela organização do grupo e construção de aeromodelos;
 - Júlia Netto; n° 22 - Responsável pelos testes do Aeromodelo de Tempo;
 - Júlia Zamoner; n° 23 - Responsável por pesquisar, construir aeromodelos e atualizar o blog.

B - 40 testes de aeromodelo de tempo:

1- 1,81 s
2- 1,61 s
3- 0,57 s
4- 2,45 s
5- 2,16 s
6- 2,39 s
7- 2,45 s
8- 2,89 s
9- 3,00 s
10- 2,30 s
11- 2,22 s
12- 3,15 s
13- 3,10 s
14- 2,43 s
15- 3,60 s
16- 3,34 s
17- 2,18 s
18- 3,48 s
19- 2,56 s
20- 3,60 s
21- 1,81 s
22- 1,56 s
23- 0,81 s
24- 0,63 s
25- 1,88 s
26- 1,62 s
27- 3,45 s
28- 2,81 s
29- 2,36 s
30- 3,65 s
31- 1,52 s
32- 2,47 s
33- 2,10 s
34- 0,95 s
35- 1,37 s
36- 2,53 s
37- 2,63 s
38- 2,06 s
39- 1,07 s
40- 1,62 s

-

 20 testes de aeromodelo de distância:
1- 14,70 m
2- 15,60 m
3- 11,20 m
4- 9,80 m
5- 16,10 m
6- 14,40 m
7- 17,60 m
8- 16,30 m
9- 18,10 m
10- 10,40 m
11- 9,60 m
12- 15,20 m
13- 11,10 m
14- 12,30 m
15- 15,60 m
16- 13,50 m
17- 15,30 m
18- 16,40 m
19- 10,90 m
20- 14,60 m

C - Velocidade Média:

Vm = Melhor Distância / Melhor Tempo
Vm = 3,60 s / 18,10 m
Vm = 5,02 m/s

D - 5 grandezas físicas envolvidas no trabalho:

 - Peso: é a força da gravidade atuando sobre o avião e dirigida para o centro da Terra;
- Arrasto: essencialmente uma força de atrito, é a componente da força aerodinâmica paralela à direção de voo;
- Sustentação: é a componente da força aerodinâmica perpendicular à direção do movimento do voo;
- Movimento Uniformemente Variado: quando a velocidade do aeromodelo varia uniformemente no decorrer do tempo.
- Empuxo: representa a força resultante exercida pelo fluido sobre um corpo. Como tem sentido oposto à força Peso, causa efeito de leveza.

Parte 3 - Descrevendo e calculando

A - Descrição dos materiais usados na construção dos aeromodelos- folha de sulfite A4
- régua

B - Passos para a construção do aeromodelo de tempo:

1 - Dobrar a folha sulfite ao meio:
 

2 - Dobrar as pontas até o meio:

3 - 1 cm abaixo da dobradura feita acima, dobre a folha:

4 - Dobre novamente a folha ao meio:

5 - A pequena dobra que ficou para fora, dobre-a para dentro:

6 - Dobre-a novamente ao meio:

7 - No triângulo que forma dobre a folha exatamente naquele ponto, faça isso nos dois lados:

 8- Após esses processos, a parte lateral que sobrou dobre-a até a parte mais alta do avião:

9 - Dobre novamente, mas agora até a parte mais baixa do avião:

 

10- Pronto, agora é só ajeitar e jogar:

- Passos para construir o aeromodelo de distância:

1 - Utilize uma folha de papel sulfite a4:

 

2 - Dobre em diagonal a folha formando um triângulo:

3 - Logo dobre novamente  em diagonal até a ponta direita formando um triângulo novamente:

4 -  Depois dobre ao meio:
 

5 - Após este processo, desdobre:

6 - Dobre uma parte da folha até a marca do meio, faça isso dos dois lados:

7 - Dobre ao meio:

8 - Dobre a ponta até o meio das asas:

9 - Logo, dobre ao meio: 

10 - Dobre a metade da folha formando uma asa, faça isso dos dois lados: 

C - Diferenças básicas de um aeromodelo de tempo e distância:  

     As diferenças são que no aeromodelo de tempo, é planador, possui um aerofólio. Já o aeromodelo de distância, para voar mais longe, ele precisa de uma ponta na folha.

D - Dificuldades e soluções:

Dificuldade 1: Não estávamos encontrando o aeromodelo de tempo que desse resultados positivos.

Solução: Encontramos o aeromodelo primeiramente correto.

Dificuldade 2: Estávamos conseguindo um tempo bom nos testes, mas no dia dos testes da escola não conseguimos atingir o nosso objetivo que era passar de 5 s;

Solução: Mudamos o lançador.

Dificuldade 3: Descobrimos que o aeromodelo que estávamos usando era para a competição de distância, não de tempo;

Solução: Encontramos um aeromodelo mais adequado para a competição.

E - Massa e peso dos aeromodelos:- Tempo:
Massa: 0,005 g
Peso: 0,5 N
- Distância:
Massa: 0,004 g
Peso: 0,4 N


F - As 3 Leis de Newton através do projeto:

1ª Lei de Newton:
      A primeira lei do movimento de Newton afirma que, na ausência de forças, um corpo permanece em repouso ou em movimento uniforme ao longo de uma linha recta. Uma descoberta fenomenal: as coisas movimentam-se pelo espaço sideral por que nada as detém. Se um corpo se encontra inicialmente em repouso, ele continua em repouso. Se em movimento retilíneo uniforme, ele continua em movimento retilíneo uniforme, para sempre. Não existe um "parar naturalmente".
        
      2ª Lei de Newton:

    Tomemos um corpo inicialmente em repouso, este corpo jamais sairá do estado de repouso, a menos que receba a ação de uma força resultante não- nula. Um corpo sozinho não exerce uma força sobre si mesmo. A aceleração de um corpo submetido a uma força resultante externa é inversamente proporcional a sua massa, e diretamente proporcional a intensidade da força. Na Física, as interações podem ser compreendidas como forças que um objeto aplica em outro. Assim, para que o avião mude de direção, é necessário que suas asas apliquem uma força diferente no ar, e que este, por sua vez também aplique outras forças no avião.

3ª Lei de Newton:      A sustentação, baseada nesta lei, depende do “ângulo de ataque” da asa. Se a ponta da asa está a apontar para cima, a superfície de baixo desvia o ar para baixo. Quando o ar contata a asa na superfície inferior ele empurra a asa para cima, produzindo a sustentação. É impossível aparecer uma força isolada atuando sobre um corpo, sem que exista um corpo responsável por essa força.
      G - Conclusão:O nosso grupo concluiu que o projeto foi muito produtivo, por mais que seja um projeto "fácil", envolve a união do grupo, a participação de todos os membros, além do mais importante: aumentar nossos conhecimentos e colocar em prática os conceitos utilizados em sala de aula. No aeromodelo de distância, nós conseguimos atingir nosso objetivo, mas no aeromodelo de tempo, não tivemos muito sucesso.

Referências:

guiadoestudante.abril.com.br/aventuras-historia/santos-dumont-ou-irmaos-wright-quem-pai-433408.shtml
http://leisdenewt0n.blogspot.com.br/2012/06/relatorio-do-aeromodelo.html

http://www.sbfisica.org.br/fne/Vol7/Num2/v13a07.pdf

http://planeta-fisico.blogspot.com.br/2012/06/conceitos-fisicos-do-aeromodelo.html

http://pt.scribd.com/doc/100064705/Aviao-de-papel

http://www.cienciaviva.pt/desafios/desafio3/alcazansdesafio3.pdf

http://www.slideshare.net/fabifabi2/leis-de-newton-1-e-2

http://www.if.usp.br/gref/mec/mec2.pdf

Função de cada integrante do grupo

 - Ana Giulia; n° 3 - Responsável pelos testes do Aeromodelo de Distância;
 - Guilherme Meirelles; n° 14 - Lançador dos aeromodelos na competição;
 - Isabela Prado Malta; n° 17 - Responsável pela organização do grupo e construção de aeromodelos;
 - Júlia Netto; n° 22 - Responsável pelos testes do Aeromodelo de Tempo;
 - Júlia Zamoner; n° 23 - Responsável por pesquisar, construir aeromodelos e atualizar o blog.

Testes de Aeromodelo de Tempo:

1- 1,81 s
2- 1,61 s
3- 0,57 s
4- 2,45 s
5- 2,16 s
6- 2,39 s
7- 2,45 s
8- 2,89 s
9- 3,00 s 
10- 2,30 s
11- 2,22 s
12- 3,15 s
13- 3,10 s 
14- 2,43 s
15- 3,60 s
16- 3,34 s
17- 2,18 s
18- 3,48 s
19- 2,56 s
20- 3,60 s

Testes de Aeromodelo de Distância:

1- 14,70 m
2- 15,60 m
3- 11,20 m
4- 9,80 m
5- 16,10 m
6- 14,40 m
7- 17,60 m
8- 16,30 m
9- 18,10 m
10- 10,40 m 

Velocidade Média:

Vm = Melhor tempo / Melhor Distância
Vm = 3,60 s / 18,10 m
Vm = 5,02 m/s

5 conceitos físicos usados nos aeromodelos:

- Peso: é a força da gravidade atuando sobre o avião e dirigida para o centro da Terra;

- Arrasto: essencialmente uma força de atrito, é a componente da força aerodinâmica paralela à direção de voo;

- Sustentação: é a componente da força aerodinâmica perpendicular à direção do movimento do voo;

- Movimento Uniformemente Variado: quando a velocidade do aeromodelo varia uniformemente no decorrer do tempo.

- Empuxo: representa a força resultante exercida pelo fluido sobre um corpo. Como tem sentido oposto à força Peso, causa efeito de leveza.

Referência:

http://leisdenewt0n.blogspot.com.br/2012/06/relatorio-do-aeromodelo.html
http://www.sbfisica.org.br/fne/Vol7/Num2/v13a07.pdf
http://planeta-fisico.blogspot.com.br/2012/06/conceitos-fisicos-do-aeromodelo.html