10 - Projeto

Objetivo geral

Fixar os conceitos básicos de física de maneira que o aluno realmente aprenda e não simplesmente decore para esquecer. Queremos treinar o aluno para que saiba, que física faça parte de sua vida real como uma disciplina fundamental e indispensável e não como mais uma disciplina chata..

Objetivo específico

  • Desenvolver a auto motivação nos alunos por meio de resolução de problemas;
  • Desenvolver liderança e espírito de equipe;
  • Treinar capacidade de lidar com problemas complexos com restrições de recursos materiais e de tempo;
  • Criar uma competição de veículos elétricos para estimular inclusive a participação da comunidade e indústria.

Atividades

Escolha do projeto

Foi escolhido o veículo elétrico por conter todos os conceitos de física cobertos pela ementa:

  • Massa, tempo e espaço;
  • Velocidade e aceleração (instantânea e média);
  • Forças (peso, atritos diversos (resistência do ar, rodas, eixos, etc.), tração, etc...)
  • Energia (como ela é gerada, utilizada e transformada)
  • Potência (entender a diferença entre potência, energia, força, etc.)
  • Corrente e tensão
  • Torque

Escolhemos o veículo elétrico, pois é muito mais simples medir o fluxo de energia, etc. num veículo elétrico que a combustão, facilitando em um curso de tão poucas horas aula assimilar os conceitos acima expostos.

Escolha das provas

As provas foram escolhidas pelos alunos a fim de explorar todos os conceitos de física que o aluno deve dominar no fim do semestre. As provas terão critérios onde conhecimentos de física específicos serão necessários e serão avaliados por:

Critérios técnicos

As seguintes provas foram escolhidas e ganha quem:

1) Subida de uma rampa (quem subir em menos tempo) - 5 pontos

2) Velocidade (o carrinho num trecho horizontal, que chegar mais rápido) - 5 pontos

3) Competição - (Os carrinhos deverão ficar lado a lado na pista escolhida o carrinho que chegar primeiro ganha a prova) - 10 pontos

4) Eficiência energética (nesta prova vence a equipe que conseguir andar mais longe com a energia contida na bateria) - 15 pontos

Máximo de pontos nesta categoria: 35 pontos

Critérios de projeto

A banca julgadora também avaliará outros detalhes durante a competição:

  • Documentação (texto e vídeo) do projeto como um todo – habilidade de gerenciar e acompanhar um projeto complexo - 20 pontos
  • Facilidade de operação do carrinho por um leigo no assunto - 4 pontos
  • Facilidade de montagem e conserto - 3 pontos
  • Custo total do veículo (máximo R$ 500, menos custo da bateria, motor e controlador) – habilidade de gerenciar recursos - 15 pontos
  • Design - 3 pontos
  • Participação de visitantes - 10 pontos

Máximo de pontos nesta categoria: 55 pontos

Se uma equipe for bem nos critérios de projeto e perder todas as provas ela poderá obter no máximo 55 pontos.

O número mínimo de pontos para a equipe ganhar nota 10 é de no mínimo 30 pontos e o carrinho conseguir andar

Documentação

Toda documentação do projeto deve ser feito no site

http://gantter.com/

ou numa planilha excel pela equipe responsável.

Gerenciamento do projeto

O projeto deverá ser quebrado nas seguintes sub-atividades:

Documentação

Aqui a atividade principal dos integrantes é de registrar DETALHADAMENTE todas as atividades do mesmo, incluindo provas de compra e doação de materiais, local onde o projeto será executado, principais etapas e atividades dos outros grupos.

Estrutura (Mecânica)

Esta equipe será responsável em projetar e construir a estrutura (chassis) do veículo. Deverá reportar a equipe da documentação e ao líder todas atividades (cálculos, aquisição de materiais, estratégias de unir peças, etc...).

Powertrain (Mecânica e Física)

Esta equipe será responsável em projetar e construir a transmissão do veículo, incluindo motor. Deverá reportar a equipe da documentação e ao líder todas atividades (cálculos de reduções ótimas visando provas, aquisição de materiais, estratégias de unir peças, etc...).

Deverá trabalhar em conjunto com a equipe da estrutura e parte elétrica para poder fazer a integração da transmissão, motor e eixo.

Freios (Mecânica)

Esta equipe será responsável em projetar e implementar a direção do veículo. Deverá reportar a equipe da documentação e ao líder todas atividades (cálculos, aquisição de materiais, estratégias de unir peças, etc...).

Deverá trabalhar em conjunto com a equipe da estrutura para poder fazer a integração da direção com o chassis.

Direção (Mecânica)

Esta equipe será responsável em projetar e implementar a direção do veículo. Deverá reportar a equipe da documentação e ao líder todas atividades (cálculos, aquisição de materiais, estratégias de unir peças, etc...).

Deverá trabalhar em conjunto com a equipe da estrutura para poder fazer a integração da direção com o chassis.

Eletro-eletrônica (Física)

Esta equipe será responsável em entender e implementar toda parte elétrica do veículo (bateria, instrumentação, controlador e motor). Deverá reportar a equipe da documentação e ao líder todas atividades (caracterização do motor, bateria, cálculos, etc...).

Deverá trabalhar em conjunto com o professor de física e a equipe da estrutura e powertrain para poder fazer a integração.

Competição

Esta equipe terá papel fundamental de garantir que a equipe concorrente está jogando limpo, acompanhando a mesma. Também será responsável pela competição em si (planejamento e organização, delineamento das pistas, ambiente, etc.)

A turma poderá ter um só líder, que tenha excelente desempenho acadêmico, de preferência não trabalhe (tempo disponível) e facilidade de lidar com pessoas. Este líder deverá no prazo de 2 semanas escolher seus braços direitos que serão os chefes das áreas acima descritos e que reportarão diretamente a ele.

O professor será consultor do projeto somente, cabe ao líder resolver conflitos internos.

O que fazer com o carrinho depois da competição?

Depois da competição o carrinho deve ficar na FATEC Shunji Nishimura até a formatura, quando será sorteado entre os 5 melhores alunos da turma que o fez (desde que o aluno participou do projeto).

Durante estes 2 anos que o carrinho estará na FATEC ele pode participar das competições com os alunos do 2 termo. O vencedor da competição receberá prêmios de até R$ 200.

Melhorias podem ser realizadas, porém devem ser documentados e o valor das melhorias não pode exceder R$ 100 por semestre.

Regras gerais

REQUISITOS GERAIS DO VEÍCULO

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DO VEÍCULO

O veículo deve ser atrativo ao mercado consumidor pelo seu visual, desempenho, confiabilidade e facilidade de operação e manutenção. Além disso, deve ser fabricado com ferramental padrão, requerendo pouca ou nenhuma mão-de-obra especializada. A operação segura do veículo deve ser uma consideração essencial na definição do projeto.

CONFIGURAÇÃO DO VEÍCULO

O veículo deve ter três ou mais rodas e ser capaz de transportar pessoas com até 2m de altura, pesando no máximo 120kg. Veículos com duas rodas são expressamente proibidos. Para a competição a massa do piloto deve ser de 60kg. Se o piloto tiver menos massa, esta será complementada com sacos de areia.

DIMENSÕES MÁXIMAS DO VEÍCULO

Largura: 1,62m, medida entre os pontos de maior largura, com os pneus apontando para frente.

Comprimento: 2,0m

CAPACITAÇÃO PARA O TERRENO

O veículo deve ser capaz de operar seguramente sobre terrenos acidentados, incluindo pedras, areia, troncos de árvore, lama, grandes inclinações e lâminas de água em qualquer ou todas as combinações e em qualquer condição climática. O veículo deve ter tração suficiente para vencer os obstáculos e distância adequada do solo.

Caracterização dos componentes fornecidos

Motor elétrico da Domel (modelo 725.3.310)

Exemplos de projetos de um veículos elétricos

Pai e filho de 2 anos modificando um carrinho de brinquedo com motor de 0,66HP

http://www.youtube.com/watch?v=GybG-ZonSgw