História do Robô Gladiador

O Instituto de Tecnologia de Massachusetts (Massachusetts Institute of Tecnology) ou MIT, vem organizando um evento onde robôs controlados devem cumprir determinada tarefa desde 1970.
Em 1994, inspirado pelo filme Star Wars, o designer norte-americano Marc Thorpe criou o Robot Wars, se tornando o primeiro evento oficial de combates de robôs. Sendo televisionado no Reino Unido em 1997, o sucesso do evento fez com que fossem criados versões semelhantes nos Estados Unidos, como o Robotica e o BotBash. Em 1999 é fundada, por Trey Roski e Greg Munson, a liga BattleBots, a competição mais exposta na mídia. Mais tarde, no ano de 2002 é criado nos EUA a liga Robot Fighting Leage, a qual organiza desde eventos locais à mundiais.
No Brasil, em 2001, uma competição semelhante à BattleBots foi criada. Em 2002, o evento brasileiro se relaciona ao ENECA (Encontro Nacional de Estudantes de Controle e Automação). Já em 2005 surge mais uma competição no Brasil, a Winter Challenge.

Fonte: http://www.wix.com/robosgladiadores/home#!articles

Divisão do Trabalho: Robô Gladiador

Integrantes responsáveis pela parte mecânica do trabalho:

• João Gustavo da Silva Jr.
• Luíz Eduardo Oliveira Dias

Integrantes responsáveis pela parte elétrica do trabalho:

• Gabriel Naldi de Castro
• Gustavo Gonçalves Theodoro
• Pedro Henrique dos Santos

Porta voz do grupo:

• Gustavo Gonçalves Theodoro

Relatório: Eletroíma de Prego

1. Objetivo do trabalho.
O objetivo do trabalho é a construção de um eletroímã de prego capaz de atrair pelo menos 20 clipes, colocando em prática conceitos físicos como eletromagnetismo e corrente elétrica.

2. Descrever os materiais utilizados para a construção do eletroíma.

• Prego de 14 cm

• Fita isolante

• Aproximadamente 3 metros de fío de cobre

• Lixa

• Pilha

3. Descrição da construção do eletroíma.
1- Passar fita isolante no prego, deixando pelo menos 3,5 cm livres em ambas as pontas.

2- Enrolar o fio de cobre sobre o perímetro do prego onde foi passada a fita isolante. Não enrole o fio todo, lembre-se de deixar as pontas dos fios soltas.

3- Lixe as pontas do fio.

4- Agora basta ligar as pontas do fio aos polos da pilha que seu eletroímã deverá estar funcionando, mas não esqueça de usar uma luva  ou passar fita isolante da ponta dos dedos pois o fio pode esquentar e consequentemente queimá-lo.

4. Por que um material que não é um ímã se torna magnético?

Alguns materiais, como prego usado, na presença de um campo magnético é capaz de se tornar um ímã. A corrente elétrica criada pela pilha, percorre o fio produzindo um campo magnético, diretamente proporcional à corrente usada e ao número de voltas dadas.


5. Coleta de dados.
Faça alguns testes com o seu eletroíma e preencha a tabela abaixo:

Experimento	Comprimento do prego	ddp	Nº de espiras	Clipes atraídos	Força de atração
1	14 cm	1,2 V	117	68	399,84 x 10-4 N
2	14 cm	1,2 V	117	66	388,08 x 10-4 N
3	14 cm	1,2 V	117	53	311,64 x 10-4 N
4	14 cm	1,2 V	117	53	311,64 x 10-4 N
5	14 cm	1,2 V	117	69	405,72 x 10-4 N

6. Faça comentários sobre os dados encontrados na tabela.
Espera-se que com o aumento de voltas dadas do fio condutor pelo prego, aumente o campo magnético criado e consequentemente atraia mais clipes mas como em nosso projeto não aumentamos os números de espiras, não é possível a comprovação dessa ideia.
Para os 4 primeiros testes foi usada a mesma pilha, causando a diminuição de clipes atraídos conforme o passar dos testes. Ao usar uma pilha diferente e totalmente carregada no 5º teste, o número de clipes atraídos aumentaram.

7. Qual a maior dificuldade do grupo para a construção do eletroíma? Justifique.
A maior dificuldade encontrada pelo grupo, foi fazer com que o fio de cobre não deslizasse sobre o prego, pois além de dificultar o manuseio do instrumento, muitas vezes causava a diminuição dos polos de atração. Para resolvermos esse problema, passamos fita isolante no comprimento do prego onde o fio condutor ficaria enrolado.

8. Faça uma descrição da evolução do projeto.
Não houve uma evolução do projeto como um todo, a única coisa que modificamos foram as pilhas. No dia da competição, por termos utilizado uma pilha quase sem carga, não pudemos atingir um melhor resultado como atingido nos testes feitos.

9. Descreva pelo menos 5 conteúdos em física utilizados para este trabalho. Deixe claro em qual momento ele foi utilizado.

• Corrente elétrica: no experimento ela é usada quando encostamos as duas extremidades do fio condutor nos polos da pilha, formando um campo magnético.
• Campo magnético: é uma região do espaço onde se manifesta o magnetismo, no caso do eletroímã, o campo magnético é gerado nos espirais do fio condutor.
• Campo elétrico: ocorre quando o eletroímã (carga geradora) se aproxima dos clipes (carga de prova), e estes são atraídos pelo eletroímã.
• Força de interação: as forças de atração ou de repulsão entre duas cargas são inversamente proporcionais ao quadrado da distancia que as separa, logo diminuindo a distancia entre o eletroímã e os clipes, aumenta a força de atração entre eles.
• Indução eletromagnética: ocorre quando o campo elétrico passa de um polo para outro, formando assim um fluxo magnético.

10. Conclusão final (indicar melhor resultado).
O melhor resultado atingido foi a atração de 69 clipes no 5º teste realizado no dia 29/03 (quinta-feira). Apesar de ter sido nossa melhor marca, não é um bom resultado considerando que vários grupos do colégio conseguiram atingir uma marca de pelo menos 100 clipes. Apesar dos resultados fracos obtidos, conseguimos cumprir a prova mínima determinada e aprendemos alguns conceitos físicos na prática.

Eletroscópio

Explique passo a passo a 1ª experiência no eletroscópio de pêndulo.Primeiro, era necessário eletrizar um bastão; em seguida, aproximava-se o bastão eletrizado na esfera revestida de papel alumínio; assim, espera-se que o bastão atraia a esfera.



Explique passo a passo a 2ª experiência no eletroscópio de pêndulo.
No primeiro momento foi necessário eletrizar um bastão; em seguida encostá-lo na esfera e deixá-lo por um certo tempo. Após isso, o bastão seria afastado da esfera; logo após, era necessário encostá-lo novamente na esfera, mas ao invés de atraí-la, o bastão a repele.

Explique passo a passo a 1ª experiência no eletroscópio de folhas.
Era necessário eletrizar um bastão; logo após, o bastão era encostado na esfera; no terceiro momento, as folhas se abririam.



Explique passo a passo a 2ª experiência no eletroscópio de folhas.
Primeiramente, eletriza-se um bastão; em seguida, encosta-se o bastão na esfera do eletroscópio e o deixa encostado na esfera por cerca de 10 segundos; retira-se o bastão e espera-se que as folhas continuem abertas; ao encostar o dedo na esfera, as folhas são fechadas.
Qual a função do eletroscópio?É um instrumento físico usado para indicar a existência de cargas elétricas.

Avaliação do grupo

Nota 7,5.

Retiramos dois pontos e meio por levar em consideração a falta da participação de todos os elementos do grupo na realização de questões de final de semana e da falta do envolvimento de todos nas maratonas propostas durante o ano. Além disso, o esforço em grupo obtido durante a primeira competição do ano, na ponte de macarrão, não se repetiu nas duas competições seguintes.

Relatório: Carrinho de ratoeira

Parte I

1>Objetivo do Trabalho:

O trabalho consiste na construção de um carrinho à ratoeira, fazendo com que ele cumpra uma prova mínima em que ele deverá que percorrer uma distância de 3 metros em 5 segundos. Há também o aprendizado que obtivemos na construção do carrinho, que também faz parte dos objetivos.

2>Descrever os Materiais Utilizados na construção do Carrinho. (Todos os Materiais)

Os materiais utilizados foram madeira, haste de metal, arame, ratoeira, caneta cilíndrica, linha, tampa de tinta, bexiga, cola quente, pregos e cola para madeira.

3>Descreva em 8 passos a construção do carrinho.

(1) Furar dois pedaços de madeira (de tamanhos iguais) nas pontas, da forma com que passe uma caneta cilíndrica em um dos lados e uma haste qualquer de metal do outro. Todos os buracos devem ficar "folgados"..
(2) Fixar a ratoeira com arame. A ratoeira tem certos "buracos", portanto é bem fácil fixá-la com arame nas duas madeiras furadas. Fixe a ratoeira no começo do carrinho, isto é, perto dos furos onde irão passar a haste de metal, e quando desarmada, a mola da ratoeira tem que ficar para frente.
(3) Furar uma caneta cilíndrica (sem a carga), em apenas um lado, em seu centro e passar uma linha por dentro do furo e prender na ponta da linha algo que impeça que a linha saia da caneta. Pode ser um pedacinho de borracha, ou até mesmo vários nós.
(4) Furar duas tampas quaisquer, desde que possuam tamanhos iguais mediados, em seu centro para serem usadas como rodas traseiras, portanto, elas tem que ter seu furo exatamente do tamanho da caneta.
(5) Furar duas tampas menores às usadas no passo anterior, para que sejam fixadas na haste de ferro e sejam usadas como rodas dianteiras.
(6) Colocar a caneta e as tampas maiores no "corpo" do carrinho (na parte de trás), o mesmo com a haste de metal (na parte da frente) e colocar as tampas furadas feitas como rodinhas.
(7) Prender uma outra haste de metal no canto da mola da ratoeira com arame.
(8) Amarrar a linha presa na caneta no final da haste que foi presa na ratoeira.

4>Desenhe o Carrinho e indique as forças existentes sobre ele (Justifique a existência de cada uma delas).

Peso: força com que o carrinho é atraído para o centro da Terra.

Normal: segundo a Terceira Lei de Newton, para cada ação há uma reação de igual intensidade porém de sentido oposto. A força Normal, no caso, é uma força contrária ao Peso.

Tração: força presente na linha presa à ratoeira e ao eixo traseiro. A mesma permite a rotação do eixo traseiro e, consequentemente, o movimento do carrinho.

Força de atrito: força de contato contrária ao movimento.

Parte II

5> Quantos projetos foram feitos antes do definitivo: (Faça um histórico dos mesmos) (No caso de ser a primeiro e único, Justifique o porquê de não ter tentado uma evolução no projeto)

Fizemos apenas um projeto, no qual fizemos pequenas modificações com o passar do tempo e dos testes. Não foram feitos outros modelos pela falta de criatividade e de paciência para a elaboração dos mesmos, apesar de sempre tentarmos melhorar nosso único projeto.

6> Liste Problemas Ocorridos no Carrinho e a solução que o grupo utilizou para o mesmo (Faça em forma de tabela com duas colunas).

Problemas	Soluções
Os CDs patinarem	Foram colocadas bexigas nos CDs
O carrinho ficar torto ao armar a ratoeira	Não foi solucionado
O carrinho fazer uma curva muito grande	Foram colocados pregos no eixo traseiro para que ele não saísse de lugar, e colocados pedaços de mangueira no eixo dianteiro para que ele também não saísse do lugar.

Parte III

7> Para o Carrinho determine algumas grandezas físicas.

Massa	Peso	Comprimento	Largura
234 g	2,34 N	29 cm	12,5 cm

8> Faça 5 testes com o carrinho, anote na tabela os dados encontrados:

Grandezas	1º teste	2º teste	3º teste	4º teste	5º teste
Ds	3 m	3 m	3 m	3 m	3 m
Dt	3,66 s	3,88 s	3,75 s	4,1 s	3,72 s
Vm	0,82 m/s	0,77 m/s	0,8 m/s	0,73 m/s	0,81 m/s
Ec(m)	0,08 J	0,07 J	0,07 J	0,06 J	0,08 J
Pot(m)	2,68 x 10-5 hp	2,68 x 10-5 hp	2,68 x 10-5 hp	1,34 x 10-5 hp	2,68 x 10-5 hp

9> Utilize este espaço para os cálculos:

Parte IV

10> Determine os valores médios de cada teste realizado na 3a Parte.

Ds	Dt	Vm	Ec(m)	Pot(m)
3 m	3,82 s	0,79 m/s	0,07 J	2,41 x 10-5 hp

11> Faça uma estimativa do desempenho do seu carrinho para o dia da competição.

Acreditamos que, como no teste feito com o professor na Pole Day, nosso carrinho complete a prova num intervalo de tempo entre 3 e 4 segundos, já que o melhor tempo obtido por nós foi 3,31 segundos.

12> Você pretende fazer modificações no carrinho para o dia da competição? Quais?

Sim, trocar nossa ratoeira por uma dada pelo professor e, talvez, fazer um novo carrinho.

13> Conclusão:

O trabalho consiste em realizar uma prova mínima de percorrer uma distância de 3 metros em 5 segundos com um carrinho de ratoeira. O carro não pode possuir nenhuma outra força, além da ratoeira, que estimule o movimento do objeto. À princípio, parece uma tarefa difícil, porém ao desenrolar do projeto, é possível perceber que não é tão difícil quanto se imagina. Sendo realizado no último trimestre, a última competição do ano, esperamos um resultado melhor do que nos projetos anteriores porque o trabalho em equipe foi melhor dividido e nos empenhamos mais para realizá-lo, já que obtivemos no decorrer do ano certa experiência em participar das competições.

Simulação de Snell-Descartes