Tecnológicos Lego
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No dia a dia voc est acostumado a utilizar diversas ferramentas,
cada uma delas com diferentes tecnologias. O simples gesto de passar
manteiga no po, de fechar o zper de uma bolsa, de abrir a porta de casa ou
de um veculo s possvel graas ao desenvolvimento de tecnologias que a
humanidade faz ao longo de sua existncia.
Para desenvolver novas tecnologias, preciso compreender alguns conceitos
tecnolgicos. Nas prximas pginas, voc conhecer alguns que so bsicos, pois
so encontrados em inumerveis equipamentos, mesmo os mais modernos. Por isso,
so to importantes. Entendendo como eles funcionam, voc ser capaz de aplic-
los e encontrar solues criativas em seus projetos, alm de explorar o mximo o kit
educacional LEGO!
Os conceitos apresentados sero:
Alavancas
Rodas e Eixos
Polias e Roldanas
Plano Inclinado
Engrenagens
Caixa de Reduo
Estruturas
Com eles, voc e sua equipe sero capazes de resolver todos os desa"os com criatividade e
podero explorar ao mximo os kits LEGO!
INTRODUOCONCEITOS TECNOLGICOS E O COTIDIANO
equipe sero capazes
o mximo os kits LEGO!
ou
ue a
itos
cos, pois
os. Por isso,
de aplic-
ximo o kit
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A alavanca um dos conceitos tecnolgicos mais aplicados, por ser o mais simples. Ela nada mais do que uma barra rgida apoiada, na qual aplicada uma fora. Esta, por sua vez, multiplicada conforme a distncia entre a fora aplicada, o apoio e a carga.
Conforme a posio desses elementos, as alavancas so classicadas em interpotente, inter-resistente ou interxa.
aquela em que o ponto de apoio est entre a fora e a carga. O exemplo mais comum a gangorra.
ALAVANCAS
FORA
CARGA PONTO DE APOIO
ALAVANCA INTERFIXA
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ALAVANCA INTERPOTENTE
Quando a carga est entre o ponto de apoio e a fora, temos uma alavanca inter-resistente. Um exemplo o carrinho de mo.
No caso da fora estar entre a carga e o ponto de apoio, a alavanca chamada de interpotente. o que acontece na vara de pescar.
ALAVANCA INTER-RESISTENTE
FORA
CARGA
PONTO DE APOIO
PONTO DE APOIO
CARGA
FORA
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Rodas so objetos circulares que facilitam o transporte de cargas. Eixos so objetos cilndricos, em geral de dimetro menor que o da roda, que unem rodas. Por isso, ambos sempre giram na mesma velocidade e direo.
Se voc tentar empurrar uma grande caixa, perceber que o esforo usado muito grande. Mas, se colocar objetos cilndricos debaixo dela, como troncos de rvore ou cabos de vassoura, a rea de atrito vai diminuir, e o esfora necessrio para mov-la ser muito menor.
RODAS E EIXOS
O mesmo acontece com um veculo que usa rodas: bem mais fcil ele se deslocar dessa forma.
Quanto mais eixos forem adicionados ao conjunto, mais facilmente ser de levar cargas, pois a massa delas ser distribuda de forma uniforme. possvel observar isso em caminhes sem as cargas, nos quais os eixos esto levantados .
Outra caracterstica de rodas e eixos transformar o movimento circular da roda em movimento linear, quando em contato com uma superfcie plana.
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Rodas e eixos podem ser dependentes ou
independentes.
Dependentes: quando as rodas esto conectadas no mesmo eixo. Nesse caso, elas se movimentam obrigatoriamente com velocidade e sentidos iguais. Ento, h maior
diculdade na hora em que
precisam fazer curvas.
Independentes: quando cada roda tem seu prprio eixo. Nesse caso, cada uma pode
se movimentar em uma velocidade diferente e, se necessrio, sentidos diferentes.
Ento, a mobilidade do veculo aumentada e fazer curvas torna-se mais fcil.
xo. Nesse caso, cada uma pode
cessrio, sentidos diferentes.
urvas torna-se mais fcil.
iguais. Ento, h maior
e na hora em que
azer curvas.
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Polias e roldanas so basicamente uma roda com um canal, no qual encaixada uma correia
a m de transmitir movimento. Veja a diferena
entre elas.
Polias: a correia no tem contato direto com a
carga a ser movimentada;
Roldanas: facilitam e diminuem o esforo
exercido para deslocar uma carga e a correia
tem contato direto com a carga.
POLIAS E ROLDANAS
Quando duas polias so conectadas
por uma correia, a que recebe o
movimento inicial chamada de polia
de entrada, e a que movida a partir
desse movimento chamada de polia
de sada.
EXEMPLO DE POLIAS
EXEMPLO DE
ROLDANAS
POLIA DE ENTRADA
oda
correia
erena
om a
o
reia
EXEMPLO DE POLIAS
POPOLIA DE ENTRADA
POLIA DE SADA
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Ao usar polias de tamanhos diferentes, a relao
de velocidade se altera. Por exemplo, ao colocar
duas polias como na gura a seguir, e movimentar
o conjunto, possvel perceber que a polia de sada
tem a velocidade aumentada.
A primeira polia tem dimetro X. Ao dar uma volta completa, movimenta
a outra, que tem dimetro X/2 assim, esta d duas voltas. Nesse caso,
a velocidade da polia de sada duas vezes maior que a de entrada.
Consequentemente, a fora aplicada na polia motora divida por dois na
polia de sada. Em um conjunto de polias assim, a relao de 1:2 (um para
dois): uma volta da motora para duas da de sada.
Se a motora fosse a menor, a relao se inverteria ela seria de 2:1 (dois para
um): duas voltas da motora para uma da de sada.
RELAO DE 1:2 RELAO DE 2:1
POLIA DE ENTRADA POLIA DE ENTRADA
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Se for necessrio mudar o sentido do movimento entre duas polias, basta usar a correia cruzada, como na imagem ao lado.
o movimento a
CORREIA CRUZADA
Ao utilizar roldanas, o principal objetivo reduzir o esforo que ser feito principalmente para elevar uma carga. Elas podem ser:
- Fixas: quando o eixo da roldana #ca #xo em um suporte. Neste caso, para haver equilbrio, a fora exercida deve ser igual a da carga.
- Mveis: quando o eixo da roldana se desloca conforme a fora exercida. Elas veem associadas a uma #xa. A vantagem que, para haver equilbrio nesse sistema, a fora exercida deve ser metade da fora exercida pela carga.
EXEMPLO DE
ROLDANA FIXA
EXEMPLO DE
ROLDANA MVEL
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PLANO INCLINADO
Um plano inclinado uma superfcie inclinada em
que uma das extremidades ca mais elevada que a
outra, como, por exemplo, em uma rampa.
Utilizamos a rampa para levar um objeto a determinada
altura, porm com um esforo muito menor do que o necessrio
caso ele fosse erguido verticalmente apenas.
MAIOR ESFORO
MENOR ESFORO
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Elas so rodas com dentes, que se encaixam si com o objetivo de transmitir movimento e fora entre si com grande ecincia. Elas so comuns em
mquinas de mdio e de grande porte.
Quando duas engrenagens so conectadas,
e uma delas movimentada, seja
manualmente ou com um motor, ela
passa a se chamar engrenagem
motora ou de entrada. Aquela
que movida recebe o nome de
engrenagem de sada.
ENGRENAGENS
porte.
nectadas,
ela
ENGRENAGEM DE ENTRADAENGRENAGEM DE SADA
Quando engrenagens de tamanhos diferentes so conectadas, a relao de
velocidade se altera. Veja a gura a seguir. Quando duas engrenagens so encaixadas
dessa forma, ao movimentar o conjunto, voc vai perceber que a engrenagem de
sada tem a velocidade aumentada.
A primeira engrenagem tem 40 dentes. Ao dar uma volta completa, ela
impulsiona a outra, que d cinco voltas. Assim, a velocidade da engrenagem
de sada cinco vezes maior que a de entrada. Consequentemente, a fora
aplicada na engrenagem motora dividida por cinco na engrenagem de sada.
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Em um caso assim, dito que a relao de 1:5 (um
para cinco), ou seja: uma volta da motora para cinco da
de sada. Se a montagem for invertida, e a motora for
menor, a relao tambm se inverte. Ela passa a ser de
5:1 (cinco para um): cinco voltas da motora para uma
da de sada.
ENGRENAGEM MOTORAENGRENAGEM MOTORA
RELAO DE 5:1RELAO DE 1:5
Em um conjunto de engrenagens, preciso observar o sentido
do movimento. Em um par de engrenagens, o movimento da
engrenagem de sada contrrio ao movimento da de entrada.
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Quando o conjunto tem trs engrenagens, ocorre mais
uma inverso de sentido. Assim, a engrenagem de
sada (a terceira) tem o mesmo sentido de movimento da primeira.
Dica importante: Em um conjunto com nmero par de engrenagens, o sentido
do movimento da ltima ser sempre o contrrio do sentido da primeira. Em um
conjunto com nmero mpar de engrenagens, o sentido do movimento da ltima
ser igual ao da primeira.
Existe um tipo de
engrenagem que altera
tambm a direo do
movimento em relao
ao eixo em 90. Ele
usado no volante de
carros e em alguns tipos
de mquina para facilitar
a colocao de motores.
s
r de engrenagens, o sentido
o sentido da primeira. Em um
ntido do movimento da ltima
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Alm das diferenas entre as engrenagens, existe outro
elemento que trabalha em conjunto com elas: a rosca-
sem-m.
Rosca-sem-m: quando uma rosca-sem-m
associada a uma engrenagem, o sentido do eixo
de sada do movimento desloca 90, assim como nas
engrenagens cnicas, porm a relao de transmisso se
altera de forma a reduzir a velocidade e multiplicar o esforo
aplicado. A relao acontece da seguinte forma:
Rosca-sem-m com uma engrenagem de
40 dentes:
uma da engrenagem.
Rosca-sem-m com uma engrenagem de
24 dentes:
uma da engrenagem.
Nmero de dentes da engrenagem por 1
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ESTRUTURASUma estrutura qualquer construo na qual
peas individuais so dispostas de maneira a
formar um todo.
ESTRUTURAS NO ARTICULADAS X ESTRUTURAS ARTICULADAS
As articuladas so aquelas em que existe uma conexo que permite mover os elementos
ligados por ela. As no articuladas, como o nome diz, so as estrutura que no tm
qualquer articulao.
Todas as estruturas esto sob a in"uncia de foras externas, como o vento ou a chuva
no telhado de uma casa ou o peso de caminhes passando sobre uma ponte, e internas,
como o peso da prpria estrutura ou o material com que foi construda.
ESTRUTURA
ARTICULADA
ESTRUTURA NO
ARTICULADA
o na qual
maneira a
uncia de foras extternas, como o vento ou a chuva
ADA
As estruturas articuladas
podem ser rgidas ou
"exveis. Uma estrutura
articulada rgida o
tringulo, por exemplo.
Apesar de ter pontos que permitam sua
articulao, o tringulo no muda de forma
quando se exerce presso sobre
uma das
faces.
p
s
ura
lo.
arti
qua
um
fac
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Para tornar rgida uma estrutura
retangular ou quadrada, basta
adicionar outro elemento
estrutura, de maneira que ela
forme dois tringulos
Mas, quando se faz presso sobre uma das faces
do retngulo articulado, ele exiona e muda
de forma. Se for exercida uma presso em
sentido contrrio, ele volta forma inicial.
ele exiona e muda
a uma presso em
lta forma inicial.