quinta-feira, 28 de outubro de 2010

Relatório do Grupo: Luana, Bethânia, Felipe Haas, Ellen


Relatório de Física - Pipa

A história da pipa

Além do aspecto puramente de lazer e encantamento diante das possibilidades de fazer com que os ventos trabalhem a nosso favor, as pipas, ao longo da história, tiveram uma importância fundamental nas pesquisas e descobertas científicas.
O inglês Roger Bacon, no ano de 1250, escreveu um longo estudo sobre as asas acionadas por pedais, tendo como base experiências realizadas com pipas. O gênio italiano Leonardo Da Vinci, em 1496, fez projetos teóricos com nada menos que 150 máquinas voadoras, também baseados na potencialidade das pipas.
Em 1752 uma experiência de Benjamim Franklin demonstrou definitivamente a importância das pipas na história da Ciência. Prendendo uma chave ao fio da pipa, ele empinou num dia de tempestade. Acontece que a eletricidade das nuvens foi captada pela chave e pelo fio molhado, descobrindo assim o para-raio.
Foi através das pipas que o grande Santos Dumont conseguiu voar no famoso 14 Bis que, no final das contas não deixa de ser uma sofisticada pipa com motor.
Em 12 de dezembro de 1921, Marconi utilizou pipas para fazer experiências com a transmissão de radio, teste que, mais tarde, seriam utilizados por Graham Bell em seu invento, o telefone.
Os exemplos se multiplicam. Nós brasileiros conhecemos as pipas através dos colonizadores portugueses por volta de 1596 que, por sua vez, as conheceram através de suas viagens ao Oriente. Um fato pouco conhecido de nossa História deu-se no Quilombo dos Palmares, quando sentinelas avançadas anunciavam por meio de pipas quando algum perigo se aproximava - mais uma prova de que a pipa era conhecida na África há muito mais tempo, pois os negros já cultuavam-na como oferenda aos deuses. A exemplo do Éolo da mitologia grega, os negros também tinham o seu deus dos ventos e das tempestades, personificado na figura de Iansã.
Através desses fatos temos uma gama muito grande de utilização das pipas através dos tempos. Elas simbolizam o poder espiritual dos homens, um grande instrumento na busca de novas descobertas e objeto capaz de tornar realidade o antigo desejo de voar, o sonho de Ícaro e de toda humanidade.

Método cientifico
Observação de um fato
Para começar, deveríamos fazer uma pipa, empiná-la. Também fizemos o teodolito calcular a altura que a pipa teria que chegar e logo depois a energia potencial gravitacional.
Formulação de um problema
Como fazer a pipa voar?
Coleta de dados
Compramos os materiais necessários (régua, caneta, pauzinho, uma folha, tubo de cola e um fio de nylon). Depois pesquisamos em diversos sites os jeitos que se poderia fazer uma pipa e como fazer ela para que ela voasse da devida maneira.
Formulação da Hipótese
Fazendo a pipa da forma que vimos, iríamos empiná-la com a ação do vento e com a força contra a linha para colocá-la no ar, deixá-la voando até um determinado tempo para se ter certeza que a pipa tinha funcionado e que ela havia sido construída certa.
Teste da Hipótese
No dia que a pipa devia ser lançada, tínhamos duas pipas, caso a primeira que tínhamos feito não desse certo. O problema da nossa primeira pipa foi a rabiola dela, pois não havia um determinado peso e tamanho que controlasse a pipa e que a fizesse permanecer no ar. O rabo é que da a direção, e determina como a pipa ficará quando estiver voando, e como a rabiola da nossa pipa estava pequena e muito leve, não voou da devida maneira. Teve vezes que a pipa rodopiava em círculos, e dava voltas irregulares. Talvez tivéssemos que rever o tamanho da pipa, se as varetas estavam postas da devida maneira, rever a rabiola, e se os lados da pipa estavam iguais. Outro problema também foi as varetas, pois elas estavam do lado contrário, fazendo com que dificultasse ainda mais a viagem que a pipa daria no ar. A nossa segunda pipa voou, mas ela não se manteve no ar todo o tempo, pois a rabiola nessa pipa também não estava posta de uma maneira eficiente, ou seja, seu peso e tamanho não estavam corretos, e o essencial era que ela durasse bastante no ar, então nenhumas das duas foram executadas em uma boa maneira.

Contas: 


Altura Sen 40°= h/40
h= 25,7
Epg
Epg=peso x gravidade x altura

Epg=0,0037 x 10 x 25,7  
Epg= 0.9509 J


Trabalho
Trabalho = peso x comprimento x coseno 40

Trabalho: 0.0037 x 40 x 0.7660 = 0.1133 J

Relatório do Grupo: Maura, Verônica, Fernanda, Almir e Vinicius


História da Pipa
O primeiro vôo do homem está registrado na mitologia grega e conta que Ícaro e seu pai, Dédalo, aprisionados no labirinto de Creta pelo rei Minos, tentaram alcançar a liberdade voando. Construíram asas com cera e penas e conseguiram escapar. Apesar das recomendações do pai embevecido pela possibilidade de dominar os ventos, Ícaro negligenciou a prudência e chegou muito perto do Sol, que derreteu a cera das asas e precipitou-o ao mar matando-o. 
De qualquer forma o homem não parou por aí. Mesmo levando em conta o estranho acidente da lenda de Ícaro, ele continuou a ousar, desafiando a natureza com sua imaginação. As pipas nascem desta tentativa frustrada de voar, quando o homem transferiu para um artefato de varetas, papel, cola e linha sua vontade intrínseca de planar, de alçar vôo de terra firme.Teorias, lendas e suposições tendem a de-monstrar que o primeiro vôo de uma pipa ocorreu em tempos e em várias civilizações diferentes, mas, com toda certeza, a data aproximada gira em torno de 200 anos antes de Cristo. O local: China. 

Porque a Pipa voa?
A pipa voa baseada na oposição entre a força do vento e a da corda segurada pelo operador.
É composta de uma estrutura armada que suporta um plano de papel que tem a função de asa, sustentando o brinquedo. Conforme o modelo pode contar com uma rabiola, que é um adereço preso na parte inferior para proporcionar estabilidade, geralmente feitas de fitas plásticas finas ou de papel, ou mesmo de pano, amarradas a uma linha.
Se empinarmos uma pipa sem vento, ela cai, devido à força da gravidade. Uma pipa solta, sem linha, empurrada pelo vento, acompanha o movimento da corrente de ar. A força aplicada pela linha impede o movimento da pipa a favor do vento, ao mesmo tempo em que lhe dá a inclinação adequada. Esta deve ser exata para que o vento empurre o conjunto obliquamente para cima, aplicando uma força, contrária ao efeito do peso e da força tensora da linha, resultando num equilíbrio ideal.
"A relação entre a força do vento e a tensão da linha é a condição determinante para se empinar uma pipa", explica o físico Aníbal de Figueiredo,"Os vetores formados pela corrente de ar e a linha têm como resultado o movimento vertical ascendente que faz a pipa subir.         

Porque a nossa não voou?
A pipa sobe com muita dificuldade. Provavelmente é pesada demais ou tem resistência excessiva devido ao ângulo quase perpendicular ao vento.Diminuir a rabiola e verificar se o estirante central não está muito curto ou esperar ter mais vento.


Outras causas do porque das Pipas não voarem:
DEFEITO: A pipa efetua círculos grandes
CAUSA: A rabiola não é apropriada
SOLUÇÃO: Fazer uma rabiola mais leve e aumentar o seu comprimento. Fazer mais curto o estirante inferior.

DEFEITO: A pipa inclina para um lado
CAUSA: Está desequilibrada.
SOLUÇÃO: Verificar se os estirantes laterais superiores são iguais.
Reajustar um dos estirantes superiores mais curto ou mais longo e aumentar o peso da pipa do lado que vai para cima.

DEFEITO: Vôo muito irregular
CAUSA: Estirantes demasiados curtos
SOLUÇÃO: Aumentar o comprimento dos 3 estirantes e alongar um pouco a rabiola.

DEFEITO: A pipa dança da direita para esquerda
CAUSA: Falta de estabilidade lateral
SOLUÇÃO: Reajustar os estirantes, se possível, fazendo-os mais compridos. Verificar se os estirantes superiores são iguais. Pôr algum tipo de leme à pipa.

DEFEITO: A pipa cai de bico e responde aos comandos de forma desordenada
CAUSA: Os estirantes são muito compridos e o ponto central está muito acima
SOLUÇÃO: Fazer com que o ângulo da pipa em relação ao vento fique mais inclinado, encurtando todos os estirantes e o do meio um pouco mais. Aumentar o peso e longitude da rabiola. Revisar as proporções do aparelho.

DEFEITO: A pipa voa com ângulo demasiado plano
CAUSA: Estirantes superiores curtos ou inferiores longos
SOLUÇÃO: Alongar estirantes superiores e encurtar o central, de modo que a linha agüente a pipa mais em baixo (seria aumentar o ângulo de ataque).

DEFEITO: A pipa faz buclês (círculos pequenos) rapidamente
CAUSA: A pipa não está adaptada ao vento e lhe falta equilíbrio
SOLUÇÃO: Se possível, aumente a curvatura da vareta oriental central. Se é maranhão ou peixinho, aumentar o ângulo (fechar). Sé é asa delta, verificar estirantes e alongar a rabiola.



Cálculos:


Sen 40°= h   =    25.7 metros
              40



Epg=0,0042 x 10 x 25,7  
Epg= 1,0794 J




Mv²=mgh
 2

V²=257
 2
V²=257x 2
V²=514
V=22,67 m/s