atps eng mecanica 6 mecanica aplicada
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ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS
Engenharia Mecânica
6ª Série Mecânica Aplicada
A atividade prática supervisionada (ATPS) é um método de ensino-
aprendizagem desenvolvido por meio de um conjunto de atividades 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 diferenciados 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
relativos à profissão.
� Direcionar o estudante para a emancipação intelectual.
Para atingir estes objetivos, as atividades foram organizadas na forma de um
desafio, que será solucionado por etapas ao longo do semestre letivo.
Participar ativamente deste desafio é essencial para o desenvolvimento das
competências e habilidades requeridas na sua atuação no mercado de trabalho.
Aproveite esta oportunidade de estudar e aprender com desafios da vida
profissional.
AUTORIA:
Ismael Freire Bastos
Centro Universitário de Santo André
�
�
Engenharia Mecânica – 6ª Série – Mecânica Aplicada
Ismael Freire Bastos
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COMPETÊNCIAS E HABILIDADES Ao concluir as etapas propostas neste desafio, você terá desenvolvido as competências e habilidades descritas a seguir. � Identificar, formular e resolver problemas de Engenharia. � Desenvolver e/ou utilizar novas ferramentas e técnicas. � Comunicar-se eficientemente nas formas escrita, oral e gráfica. � Atuar em equipes multidisciplinares.
DESAFIO
Serão aplicados nas etapas a seguir os conceitos de mecanismos articulados, análise de engrenagens com relação aos esforços e vibrações mecânicas, os quais são as bases de uma boa compreensão para projetos e fabricação.
Na seqüência serão utilizados os conceitos de balanceamento estáticos de eixos e rotores, para embasar e solidificar os conhecimentos adquiridos pelo aluno através da aplicação prática dos tópicos iniciais da disciplina Mecânica Aplicada.
A equipe formada por alunos deverá elaborar e entregar ao professor um conjunto de relatórios técnicos com o conteúdo trabalhado em cada etapa do desafio.
Objetivo do desafio
O desafio desta ATPS terá como objetivo integrar o aluno na área de Mecânica Aplicada, que serão desenvolvidas durante o semestre letivo.
Produção Acadêmica • Relatórios parciais com o conteúdo trabalhado em cada etapa do desafio.
Participação Para a elaboração dessa atividade, os alunos deverão previamente organizar-se em
equipes com o número de alunos definido pelo 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 ABNT1, 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;
1 Consultar o Manual para Elaboração de Trabalhos Acadêmicos. Unianhanguera. Disponível em:
<http://www.unianhanguera.edu.br/anhanguera/bibliotecas/normas_bibliograficas/index.html>.
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• 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.
ETAPA 1 (tempo para realização: 4 horas)
� Aula-tema: Cinemática dos corpos rígidos.
Esta atividade é importante para você obtenha o conhecimento necessário para a aplicação das equações de cinemática vetorial.
Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.
PASSOS
Passo 1 (Aluno)
Faça uma pesquisa sobre os conceitos desta etapa na biblioteca utilizando o livro Mecânica Dinâmica – HIBBELER, R. C. 8ª ed. Rio de Janeiro: Editora S.A, 2000. Pesquise também na bibliografia complementar Mecânica Aplicada às Máquinas – MUCHERONI, M. F., São Carlos: Editora da EESC, 1997.
Passo 2 (Equipe)
Faça a leitura do documento apresentado no link sugerido a seguir e compare com os passos 1 a 4 desta etapa.
Sites sugeridos para pesquisa • Modelagem e Simulação Computacional de Mecanismos. 2005. Disponível em:
<http://www.dem.feis.unesp.br/cdrom_creem2005/pdf/trabalhos_completos/ee08.pdf>. Acesso em: 09 mai. 2011.
• Cinemática I-10. Disponível em: <http://www.mspc.eng.br/mecn/cin_110.shtml>. Acesso em: 09 mai. 2011. Cada componente do grupo deve apresentar um relatório detalhado de cada item do passo descrito a seguir.
Passo 3 (Equipe)
Faça as atividades descritas a seguir. 1. Esquematize o vetor velocidade; 2. Esquematize o vetor aceleração; 3. Faça a equação da velocidade;
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4. Aplique a equação da aceleração; 5. Considere a manivela AB apresentada na figura 1 a seguir que gira com velocidade angular
constante ω = 160 rad/s e determine a velocidade do pistão P no instante em que θ = 30°.
Figura 1 – Manivela AB
Passo 4 (Equipe)
Elabore um relatório detalhado com as informações trabalhadas nos passos desta etapa e apresente ao professor.
ETAPA 2 (tempo para realização: 4 horas)
� Aula-tema: Mecanismos. Mecanismos: engrenagens. Mecanismos: roda dentada.
Esta atividade é importante para que você obtenha o conhecimento necessário para a aplicação das equações de cinemática vetorial.
Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.
PASSOS
Passo 1 (Aluno)
Pesquise os conceitos desta etapa na biblioteca utilizando o livro Mecânica Dinâmica – HIBBELER, R. C. 8ª ed. Rio de Janeiro: Editora S.A, 2000. Pesquise também na bibliografia complementar o livro Mecânica Aplicada às Máquinas – MUCHERONI, M. F., São Carlos: Editora da EESC, 1997.
Passo 2 (Aluno)
Faça a leitura do documento apresentado no link sugerido a seguir e compare com os passos 1 a 4 desta etapa.
Site sugerido para pesquisa Elementos de Máquinas & Sistemas Mecânicos. Disponível em: <http://www.fem.unicamp.br/~lafer/em718/arquivos/Engrenagens_Helicoidais.pdf>. Acesso em: 09 mai. 2011.
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Passo 3 (Equipe)
Faça as atividades apresentadas a seguir. 1. Esquematize o vetor velocidade e aceleração; 2. Esquematize o vetor das forças radiais e tangenciais; 3. Aplique a equação da velocidade; 4. Aplique a equação da aceleração. 5. Considere que as engrenagens ilustradas A e B (figura 2) têm, respectivamente, raios 0,28 m e
0,36 m e apresentam eixos fixos. A haste CD é acionada pela engrenagem B através da articulação C e o anel D desliza encaixado ao eixo horizontal fixo. A engrenagem A gira com
velocidade angular ω = 5 rad/s, no sentido horário. Considere também um ângulo de
pressão θ = 20° e determine: a) as velocidades angulares da engrenagem B e da haste C; b) a aceleração do ponto C; c) a aceleração do ponto D; d) as forças; radial e tangencial da engrenagem B.
Figura 2 – Engrenagens A e B
Passo 4 (Equipe)
Elabore um relatório detalhado com as informações trabalhadas nos passos desta etapa e apresente ao professor.
ETAPA 3 (tempo para realização: 4 horas)
� Aula-tema: Mecanismos: roda dentada. Trens de engrenagens.
Esta atividade é importante para que você obtenha o conhecimento necessário para a aplicação das equações de vibração mecânica.
Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.
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PASSOS
Passo 1 (Aluno)
Pesquise os conceitos desta etapa na biblioteca utilizando o livro Mecânica Dinâmica – HIBBELER, R. C. 8ª ed. Rio de Janeiro: Editora S.A, 2000, e a bibliografia complementar o livro Mecânica Geral - HIBBELER, Russel Charles. 10ª ed. São Paulo: Pearson Education, 2004.
Passo 2 (Aluno)
Faça a leitura do documento apresentado no link sugerido a seguir e compare com os passos 1 a 4 desta etapa.
Site sugerido para pesquisa • Vibrações Mecânica I-10. Disponível em: <http://www.mspc.eng.br/mecn/mvbr110.shtml>.
Acesso em 09 mai. 2011.
PASSOS Faça as atividades apresentadas a seguir. 1. Avalie os esforços atuantes na barra; 2. Represente o vetor das forças atuantes no sistema; 3. Construa o diagrama de corpo livre; 4. Aplique as equações da cinemática; 5. Considere a barra curva mostrada na figura 3 a seguir tem massa desprezível e suporta um
cursor de 6,0 kg em sua extremidade. Em seguida, determine o período natural de vibração para o sistema. g = 10 m/s2.
Figura 3 –Barra curva
Passo 4 (Equipe)
Elabore um relatório detalhado com as informações trabalhadas nos passos desta etapa e apresente ao professor.
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ETAPA 4 (tempo para realização: 4 horas)
� Aula-tema: Trens de engrenagens. Balanceamento
Esta atividade é importante para que o grupo obtenha o conhecimento necessário para a aplicação das equações de vibração mecânica.
Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.
PASSOS
Passo 1 (Aluno)
Pesquise os conceitos desta etapa na biblioteca utilizando o livro Mecânica Dinâmica – HIBBELER, R. C. 8ª ed. Rio de Janeiro: Editora S.A, 2000, e bibliografia complementar o livro Mecânica Geral - HIBBELER, Russel Charles. 10ª ed. São Paulo: Pearson Education, 2004.
Passo 2 (Aluno)
Faça a leitura do documento apresentado no link sugerido a seguir e compare com os passos 1 a 4 desta etapa.
Site sugerido para pesquisa • Vibrações Mecânicas I-30. Disponível em:
<http://www.mspc.eng.br/mecn/mvbr130.shtml>. Acesso em: 09 mai. 2011.
Passo 3 (Equipe)
Faça as atividades apresentadas a seguir. 1. Avalie as forças atuantes no bloco; 2. Represente o vetor das forças atuantes no sistema; 3. Construa o diagrama de corpo livre; 4. Aplique as equações de vibrações com amortecimento; 5. Considere que o bloco de 20 kg (figura 4) está preso a uma mola de rigidez 20 N/m. Aplica-
se ao bloco uma força F = (6⋅cos2t) N, onde t é dado em segundos e determine a velocidade máxima do bloco em regime permanente.
Figura 4 – Bloco prezo a mola
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Passo 4 (Equipe)
Elabore um relatório detalhado com as informações trabalhadas nos passos desta etapa e apresente ao professor.
ETAPA 5(tempo para realização: 4 horas)
� Aula-tema: Trens de engrenagens. Balanceamento.
Esta atividade é importante para que o grupo obtenha o conhecimento necessário para a aplicação das equações de vibração mecânica.
Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.
PASSOS
Passo 1 (Aluno)
Pesquise os conceitos desta etapa na biblioteca utilizando o livro Mecânica Dinâmica – HIBBELER, R. C. 8ª ed. Rio de Janeiro: Editora S.A, 2000, e a bibliografia complementar o livro Mecânica Geral - HIBBELER, Russel Charles. 10ª ed. São Paulo: Pearson Education, 2004.
Passo 2 (Aluno)
Faça a leitura do documento apresentado no link sugerido a seguir e compare com os passos 1 a 4 desta etapa.
Sites sugeridos para pesquisa • Modelagem e Simulação Computacional de Mecanismos. 2005. Disponível em:
<http://www.dem.feis.unesp.br/cdrom_creem2005/pdf/trabalhos_completos/ee08.pdf>. Acesso em: 09 mai. 2011.
• Aplicações: Desbalanceamento Rotativo Excitação da Base Isolamento de Vibrações. Disponível em: <http://www.ime.usp.br/~oda/contents/01Matem%E1tica/01Sistemas%20Din%E2micos/17_D
esbal_Excit_Base_Isol_Vibra.pdf>. Acesso em: 09 mai. 2011.
Passo 3 (Equipe)
Faça as atividades apresentadas a seguir. 1. Descreva o modelo; 2. Monte o equacionamento do sistema; 3. Aplique a equação de desbalanceamento; 4. Considere que um rotor de massa m é montado em um eixo elástico, conforme figura 5 a
seguir, cuja massa é desprezível comparada à do rotor. Este tem uma excentricidade e. Em
seguida, encontre a velocidade crítica do eixo, se a freqüência natural do rotor é mk / onde
k é a constante de mola equivalente do eixo.
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Figura 5 – Rotor
Onde: R: Centro de rotação; O: Centro geométrico; G: Centro de gravidade.
Passo 4 (Equipe)
Elabore um relatório detalhado com as informações trabalhadas nos passos desta etapa e apresente ao professor.
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