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Universidade Anhanguera

Curso Superior Engenharia Civil

Atividade Avaliativa - ATPSFsica IIProf. Euzenil Almeida de Oliveira

FELIPE AUGUSTO PIETRICOSKI RA: 1299104024JOO VITOR DAR COSTA RA: 2951594035JOSIAS GUIMARES EVANGELISTA RA: 9858518814MILTON GRIGGI FILHO RA: 9890532661WISLLANY LIMA LEITE RA: 9064417428

Cuiab / MT2015

FELIPE AUGUSTO PIETRICOSKI RA: 1299104024JOO VITOR DAR COSTA RA: 2951594035JOSIAS GUIMARES EVANGELISTA RA: 9858518814MILTON GRIGGI FILHO RA: 9890532661WISLLANY LIMA LEITE RA: 9064417428

ATIVIDADE AVALIATIVA ATPSProf. Euzenil Almeida de Oliveira

Atividade Avaliativa: ATPS apresentado ao Curso Superior Engenharia Civil da Universidade Anhanguera, como requisito para a avaliao da Disciplina de Fsica II para a obteno e atribuio de nota da Atividade Avaliativa.

Cuiab /MT2015Sumario

ContedoIntroduo4Desafio5Etapa I Leis de Newton7Passo 1 Elevadores7Passo 2 Como Funciona os Elevadores7Passo 3 Normas Tcnicas dos Elevadores10Passo 4 Diagramas de Foras11Etapa II.....................................................................................................................................11Bibliografia12

Introduo

Este trabalho foi elaborado com o objetivo de solucionar os desafios proposto na ATPS, neles sero mostrados os conceitos apreendidos em aulas praticas e pesquisas, por meios de sites e livros. Ir mostrar com objetivos a aplicao das leis de Newton em conceitos bsicos da fsica. No decorrer do trabalho ser apresentado todo o contedo pedido no desafio.

DesafioUma empresa construtora de obras em engenharia civil pretende construir um edifcio residencial com cinco andares. No projeto, a empresa prev a instalao de um elevador para o transporte de pessoas. A seguir, esto elencadas algumas informaes do referido edifcio:Cada andar do edifcio possui quatro apartamentos. Cada apartamento tem dois dormitrios, uma sala, um banheiro, uma cozinha e uma rea de servio integrada com a cozinha, totalizando uma rea de 49,5 m. O prdio possuir um nico elevador, que operar com uma velocidade de 1,0 m/s, por questo de conforto e rapidez. A distncia entre o piso de um andar e o piso de outro andar 3,60 m. O estacionamento no ser acessado por meio do elevador.Voc e sua equipe trabalham no setor de projetos da empresa citada e receberam a incumbncia de dimensionar a potncia do elevador a ser utilizado para atender demanda estimada de pessoas e apresentar uma anlise para sua instalao de acordo com as normas tcnicas vigentes. O documento que contempla essa anlise chamado de clculo de trfego.

De acordo com as normas vigentes criamos uma tabela onde demonstra todos os requisitos para o clculo de trfego, criado com base na norma NBR 5665.Tabela segue logo abaixo para comportar toda em uma nica pagina.

CLCULO DE TRFEGO - NBR 5665

Local: Faculdade Anhanguera Unidade IV

Proprietrio: ATPS - Atividade Pratica Supervisionadas

Autor do Projeto: Adriel - Diogo Henrique - Marcos - Julio Cesar dos Reis

Construtor: 3 Semestre de Engenharia Civil

Destinao de Uso: Edifcio Residencial

POPULAO:

Composio: 56 aptos. de 2 dorm. Sociais (1 - 14)

Relao4 pessoas por 2 dorm

Populao total224

Porcentagem mnima a ser transportada26,88

Intervalo de Trafego Mximo admissvel (s)80

ELEVADORES

1Unidades no Grupo2

2Capacidade (passageiros)8

3Paradas18

4Paradas Provveis 7,53

5Percurso (m)43,2

6Velocidade (m/s)1

7Tipo de PortasAC..

8Abertura Livre (m)0,80..

TEMPOS ADOTADOS

9Acelerao e retardamento3,0

10Abertura e fechamento3,9

11Entrada e sada de passageiros2,4

TEMPOS TOTAIS CALCULADOS

12T1-Percurso Total 86,40 (43,2x2:1,00)

13T2-Acelerao e retardamento 11,30 (7,53x3,00:2)

14T3-Abertura e fechamento das portas 29,37 (7,53x3,9)

15T4-Entrada e sada de passageiros 19,20 (8x2,4)

Soma parcial (T1+T2+T3+T4) 146,26

Adicional 10% (T3+T4) 4,86

16T - Tempo total de viagem 151,12

17I - Intervalo de trfego (s) 151,12

18Capacidade de transporte (passageiros) 15,88 (300x8:151,8)

19Capacidade de trfego (passageiros) 15,88

Etapa I Leis de NewtonPasso 1 ElevadoresSegundo BRAES; Os elevadores teve como base no Antigo Egito, em 1500 a.C, os egpcios j utilizavam rudimentares elevadores para elevar as guas do rio Nilo, atravs de trao animal e humana. A partir da, com a Revoluo Industrial, principalmente, essas formas de trao foram sendo substitudas pela energia do vapor e logo aps, pela eletricidade.Segundo BRAES; Em 1853, o empresrio americano Elis Graves Otis inventou o primeiro elevador de passageiros. Os primeiros elevadores eram muito lentos; para um passageiro alcanar o oitavo andar de um prdio, levava em mdia 2 minutos. Atualmente, alguns elevadores so capazes de atingir a velocidade de 550m/mim, o que significa dizer que so mais de 45 vezes mais rpidos do que os seus antecessores.Segundo ARQUI; Em 1853, Otis inaugurou a primeira fabrica de elevadores. E no ano seguinte, a novidade foi apresentada na Feira Mundial de Nova Iorque e na Exposio do Palcio de Cristal, tambm em Nova Iorque. Em ambos os eventos, Otis soube explorar o efeito dramtico que seu evento provocava nos espectadores: o subir e descer vrias vezes os cabos de segurana forma cortados e acionaram-se as travas de seguranas. A imprensa da poca aplaudiu de p.Ainda Segundo ARQUI; Apesar da viso avanada, talvez nem Otis houvesse se dado conta da magnitude de sua ideia. Ele no s havia inventado o elevador de segurana e mais tarde a escada rolante, como tambm a ocupao do espao vertical do planeta. Otis havia inventado a metrpole. Isto ficou comprovado antes do final do sculo XIX, quando a indstria da construo, amparada pela tecnologia dos elevadores, resolveu encara projetos de edifcios cada vez mais altos. Comearam a nascerem obras monumentais e a maioria delas atendidas por equipamentos Otis. Em 1889, foi a Torre Eiffel. Em 1931, o complexo de 67 elevadores para uma torre de 102 pavimentos e 381 metros de alturas. Seu nome: Empire State Building. Sua lio: o mundo havia mudado.

Passo 2 Como Funciona os ElevadoresSegundo FCU; Em 1652 um jovem cientista francs Blaise Pascal (1623-1662), um grande colaborador nas cincias fsicas e matemticas, atravs do estudo no comportamento dos fluidos, enunciou um principio muito importante na Fsica, o Principio de Pascal: A variao de presso sofrida por um ponto de um liquido em equilbrio transmitida integralmente a todos os pontos do liquido e as parede do recipiente onde esta contido. O elevador hidrulico um dos aparelhos que funcionam atravs deste principio, transmitindo a presso exercida sobre uma de suas colunas a todos os pontos do elevador e o resultado final que aplica-se uma fora menor do que realmente necessria para se elevar um objeto. Acompanhe na figura abaixo.

Figura 1 Princpio de Pascal

Ainda segundo FCU; A presso exercida na coluna mais estreita do elevador, onde a seo reta possui reaa, transmitida a todos os pontos do fluido. Essa presso transmitida at o outro extremo, cuja coluna tem seo reta de reaA(maior quea). Se essa segunda coluna for usada como a coluna de um elevador hidrulico, vemos que a fora que agir sobre a coluna do elevador dever ser maior que a fora que foi aplicada na primeira coluna. Isto : p = f/a e tambm p = F/A, onde F a fora que age sobre a rea de seo reta da coluna de fluido que acomoda a base da coluna do elevador hidrulico. Igualando- se as equaes, tem-se a equao F = (A/a) f, onde (A/a) maior que 1. Isto implica que, se a rea da coluna do elevador for triplicada, a fora tambm ser, devido presso em ambas as colunas ser a mesma.Segundo SCH; A cabina montada sobre uma plataforma, numa armao de ao constituda por duas longarinas fixadas em cabeotes (superior e inferior). O conjunto cabina-armao-plataforma denomina-secarro.Ainda segundo SCH; Ocontrapesoconsiste numa armao metlica formada por duas longarinas e dois cabeotes, onde so fixados pesos (intermedirios), de tal forma que o conjunto tenha peso total igual ao do carro, acrescido de 40% a 50% da capacidade licenciada. Tanto a cabina como o contrapeso desliza pelas guias (trilhos de ao do tipo T), atravs de corredias.Ainda segundo SCH; Asguiasso fixadas em suportes de ao, os quais so chumbados em vigas, de concreto ou de ao, na caixa.Ainda segundo SCH; O carro e o contrapeso so suspensos porcabos de aoou novos elementos de trao que passam por polias, de trao e de desvio, instaladas na casa de mquinas ou na parte superior da caixa.Ainda segundo SCH; O movimento de subida e descida do carro e do contrapeso proporcionado pelamquina de trao, a qual imprime polia a rotao necessria para garantir a velocidade especificada para o elevador. A acelerao e o retardamento ocorrem em funo da variao de corrente eltrica no motor. A parada possibilitada pela ao de um freio instalado na mquina. Alm desse freio normal, o elevador dotado de umfreio de seguranapara situaes de emergncia. O freio de segurana um dispositivo de atuao mecnica, fixado na armao do carro ou do contrapeso, destinado a par-los, de maneira progressiva ou instantnea, prendendo-os s guias quando acionado pelo limitador de velocidade. Olimitador de velocidade, por sua vez, um dispositivo montado no piso da casa de mquinas ou no interior da caixa, constitudo basicamente de polia, cabo de ao e interruptor. Quando a velocidade do carro ultrapassa um limite preestabelecido, o limitador aciona mecanicamente o freio de segurana e desliga o motor do elevador. Ainda segundo SCH; Na figura seguinte pode ver quais os componentes principais de um elevador com casa de mquinas:

Figuras 2 Componentes do Elevador com casa de maquinas

Ainda segundo SCH; A montagem de elevadores sem casa de mquinas tornou-se possvel em edifcios residenciais de mdio porte e edifcios comerciais de pequeno porte e trfego. Os equipamentos de trao esto instalados na parte extrema superior da caixa, enquanto os dispositivos de comando se distribuem pela cabina e o contrapeso est localizado normalmente ao lado, na caixa.Ainda segundo SCH; Na figura seguinte, pode ver quais os componentes principais de um elevador sem casa de mquinas:

Figuras 3 Componentes do Elevador sem casa de maquinas

Passo 3 Normas Tcnicas dos ElevadoresVrias leis federais, estaduais ou municipais, em especial os cdigos de obras, fazem exigncias adicionais, complementando as normas existentes e sempre obedecendo pelo menos aos seus requisitos mnimos.A Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) emitiu as seguintes normas sobre Elevadores Eltricos, Escadas Rolantes e Esteiras Rolantes:1.1. Elevadores Eltricos Terminologia Norma NBR-5666.Define os termos empregados em instalaes de Elevadores Eltricos.1.2. Elevadores Eltricos de Passageiros - Requisitos de segurana para construo e instalao Norma NBR NM-207.Editada em novembro de 1999 esta norma cancela e substitui a NBR-7192 passando a ter vigncia a partir de 30-12-1999. Trata de requisitos de segurana relativos a elevadores eltricos de passageiros e estabelece as regras mnimas para instalao de elevadores nos edifcios/construes.1.3. Clculo de Trfego nos Elevadores Procedimento Norma NBR-5665.A norma NBR-5665 Clculo de Trfego nos Elevadores, da ABNT, estabelece as condies mnimas a serem observadas no trfego das instalaes de elevadores de passageiros. Para edifcios de mdio e grande porte recomenda-se uma anlise detalhada do projeto e orientaes do fabricante que permitam alcanar o melhor desempenho de trfego para o edifcio. Fixa as condies mnimas que devem ser observadas no clculo de trfego das instalaes de elevadores de passageiros.

Passo 4 Diagramas de ForasComo nossa fora P sempre constante, uma balana colocada no piso do elevador indicara o valor da fora FN aplicada em casa caso, Como exemplo, uma pessoa de massa= 70 kg, em um elevador que sobe e desce com uma acelerao de 3 m/s, tem uma fora de 686N (considerando g=9,8m/s) e a balana indicar sua FN variando de 476 N a 896 N. Com isso podemos desmentir a falsa ideia de que a balana mede nossa fora peso, ela mede a fora normal de reao peso, que como vimos pode variar dependendo da situao. Uma curiosidade que se o elevador descer com uma acelerao igual da gravidade (simplesmente cair sob a ao da gravidade), a sua fora normal nula (FN = 0), sendo assim, a pessoa flutuaria dentro do elevador. Este mesmo efeito utilizado em avies em queda livre para treinamento de pilotos e astronautas, simulando a falta de gravidade.FN= m.g FR= m.aFN= 70.9,8FR= 70.3FN= 686 NFR= 210N2 ETAPA

Para o nosso estudo podemos ignorar o peso da balana e o contato dela com o piso pois s estamos interessados na fora de contato dela com a pessoa.Se o elevador estiver parado, ou em movimento uniforme (velocidade constante), ele ser um referencial inercial e vale a primeira lei de Newton, ou Lei da Inrcia e, nesse caso, a resultante sobre a pessoa dever ser nula e teremos:Fn = P.A balana, por sua vez, registrar a fora de contato com a pessoa, isto , o peso correto, nos dois casos.Quando elevador sobe acelerado, h claramente uma resultante para cima. Sobre a pessoa ainda atuam as mesmas duas foras: peso e fora de contato, portanto agora a fora de contato maior que o peso de modo que:Fn - P = R.o registro da balana agora maior que o peso da pessoa em repouso. Vejamos:

"se um elevador sobre com acelerao de 2m/s e a pessoa tem massa de 75kg, e a acelerao da gravidade vale 10m/s, ento a balana estar registrando"Fn = R + P >> Fn = 75 . 2 + 75 . 10 >> Fn = 900 N.

Vale notar que isso equivale pessoa estar em um local cuja acelerao da gravidade fosse a soma da acelerao resultante no elevador mais a acelerao normal da gravidade:Fn = m .(a + g) >> Fn = 75(2 + 10) >> Fn = 900 N.

Suponha agora quetendo sido acelerado e adquirido uma velocidade para cima, o elevador comece a ser desacelerado com o objetivo de parar num determinado andar.

Quando o elevador sobe em movimento retardado, a acelerao tem o sentido para baixo (oposto ao da velocidade). O mesmo ocorre com a resultante, de modo que:P - Fn = R.

A balana registra uma fora menor que o peso da pessoa em repouso.Fn = P R.

Usando os mesmos valores numricos do exemplo anterior.Fn = 75 . 10 - 75 . 2 >> Fn = 600 N.Desta vez tudo se passa como se a pessoa estivesse em repouso em um local cuja acelerao da gravidade fosse a diferena entre '''g''' e '''a'''.Fn = m .(g - a) >> Fn = 75 .(10 - 2) >> Fn = 75 . 8 >> Fn = 600 N.O elevador descendo acelerado, devemos levar em conta que todo elevador desce com acelerao menor do que '''g''', por razes bvias. Isso implica que novamente o peso maior que a fora de contato e a resultante para baixoP - Fn = REssa situao exatamente anloga anterior e a balana registra tambm agora uma fora de contato menor do que o peso em repousoAgora quando o elevador desce retardado, a acelerao para cima, assim como a resultante. Novamente vemos outra situao anloga a uma anterior, ou seja ao movimento de subida acelerada.Fn - P = R.

ESTGIOS DE OPERAO DO ELEVADOR:

1. A partir do repouso se inicia o movimento do elevador, passando nesse momento ater velocidade de 1,0 m/s.2. O seu movimento com a velocidade constante, poderiamos usar a formula de VM=S/T teriamos a velocidade constante pela frmula, mas porem lendo o desafio proposto constatamos que ele distinguem a velocidade sendo 1,0m/s por questo de ter sido estipulado no inicio do trabalho.3. Sobre a parada notamos que como o momento de repouso e 0 e a partir desse momento inicia-se o movimento, mas quando vai chegando ao seu destino se utiliza a frenagem, assim comeando a reduo da velocidade at a sua parada, quando fica em repouso novamente velocidade 0.

CLASSIFICAMOS ASSIM OS ESTGIOS ACIMA COMO:

1 Movimento retilneo uniforme;2 Movimento retilneo uniformemente acelerado;3 Movimento retilneo uniformemente acelerado.Tempo do percurso: 3,6 seg.O Clculo realizado foi a partir da frmulaT = s / vSendo assim o Tempo de percurso entre um andar e outro;T = s / vT = 3,60/1,0T = 3,6 seg.Com o clculo da fora obtemos os valores para podermos fazer o clculo da acelerao:Frmula da acelerao A = Fr / mAcelerao da caixa:A=fr/mA=4,900/500A= 0,098 m/sAcelerao do contra peso:A=fr/mA=4,900/500A= 0,098 m/sAcelerao com o total de pessoas:A=fr/mA=5,880/600A=0,098 m/s

CONCLUSO:

Leva-se em considerao, todo o contedo oferecido pela ATPS, no qual dados de uma real experincia, que com um objetivo lgico nos trarmaiores conhecimentos com a Fsica. Assim podendo ser realizado clculos fundamentados, aplicando a segunda Lei de Newton, da mesma forma chegando a conhecimentos de como a variao em um sistema no qual sua fora resultante pode alterar todas as condies do seu movimento.

Bibliografia

BRAES Elevadores http://www.brasilescola.com/historia/historia-elevador.htmACESSO EM 25/03/2015.ARQUI Elevadores http://www.arquitetura.com/tecnologia.php?id=2&id_tec=20050217172249 ACESSO EM 25/03/2015.FCU Como Funciona os Elevadores http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/mec34.htmACESSO EM 26/03/2015.SCH Como Funciona os Elevadores http://seguranca-na-construcao.dashofer.pt/?s=modulos&v=capitulo&c=7655ACESSO EM 26/03/2015.Normas Tcnicas http://www.schindler.com/content/dam/web/br/PDFs/NI/manual-transporte-vertical.pdf ACESSO EM 29/03/15.