Competição de Pontes de Macarrão

I. O que é essa competição?• O trabalho proposto é a construção e o teste de carga de

uma ponte de treliça , utilizando macarrão do tipo espaguete e colas, conforme especificado no regulamento da competição. A ponte deve ser capaz de vencer um vão livre de 1,0 m, a massa da ponte não pode ser superior a 900 g. A construção da ponte deverá ser precedida da análise de algumas opções possíveis de tipos de pontes e do projeto detalhado do tipo de ponte escolhida, com estimativa da carga de colapso. O trabalho deverá ser realizado em grupo, sendo cada grupo formado por até 5 alunos.

ObjetivosO objetivo principal do trabalho proposto é

motivar nos alunos o desenvolvimento de habilidades que lhes permitam:

Aplicar conhecimentos básicos de Mecânica dos Sólidos para resolver problemas de Engenharia. Projetar sistemas estruturais simples.

Comunicar e justificar seus projetos em forma oral e escrita.

Trabalhar em grupo para executar seus projetos.

Data da CompetiçãoCompetição de pontes de

macarrão do Colégio Adventista Boqueirão será realizada no dia 12/09/2013, às 10:00h na quadra do Colégio.

Regulamento da competição

Disposições gerais:1) Cada grupo poderá participar com apenas uma ponte.2) Cada grupo poderá participar com no máximo cinco componentes.3) Os integrantes de cada grupo podem pertencer a quaisquer salas ou turmas.4) A participação de pais, familiares e amigos em todas as etapas da competição é totalmente permitida e deve ser estimulada.5) Cada grupo deverá obrigatoriamente entregar, antes da competição, um relatório e a inscrição no, dia 24/06/2013.6) Cada integrante de cada grupo deverá trazer, no dia da competição, pelo menos 1kg de alimento não perecível que será doado a uma instituição de caridade.

Normas para a construção da ponte:

1)A ponte deverá ser indivisível, de tal forma que partes móveis ou encaixáveis não serão admitidas.2) A ponte deverá ser construída utilizando apenas massa do tipo espaguete número 7 de qualquer marca e colas epoxi do tipo massa (exemplos de marcas: Durepoxi, Polyepox, Poxibonder, etc.) e do tipo resina (exemplos de marcas: Araldite, Poxipol, Colamix, etc.).Será admitida também a utilização de cola quente em pistola. Outros tipos de cola poderão ser admitidos se submetidos previamente à consideração do professor coordenador da competição.

3)O peso total da ponte (considerando a massa espaguete, as colas utilizadas) não poderá ser superior a 1000 g.4) A ponte só poderá receber revestimento ou pintura com as colas permitidas.5) A ponte deverá ser capaz de vencer um vão livre de 1,0 m, estando apoiada livremente nas suas extremidades, de tal forma que afixação das extremidades não será admitida.6) A ponte deverá ser construída de forma a suportar a carga que será colocada na parte inferior da mesma.

Na parte inferior de cada extremidade da ponte deverá ser fixado um tubo de PVC para água fria, de 1/2" de diâmetro e 20 cm decomprimento para facilitar o apoio destas extremidades sobre as faces superiores (planas e horizontais) de dois blocos colocados nomesmo nível. O peso dos tubos de PVC não será contabilizado no peso total da ponte, como descrito no item 4.

8) Cada extremidade da ponte poderá prolongar-se até 5,0 cm de comprimento além da face vertical de cada bloco de apoio. Não será admitida a utilização das faces verticais dos blocos de apoio como pontos de apoio da ponte.

9) A altura máxima da ponte, medida verticalmente desde seu ponto mais baixo até o seu ponto mais alto, não deverá ultrapassar 60 cm.10) A ponte deverá ter uma largura mínima de 5 cm e máxima de 20 cm, ao longo de todo seu comprimento.11) Para que possa ser realizado o teste de carga da ponte, ela poderá (não obrigatoriamente) ter fixada na região correspondente ao centro do vão livre, no sentido transversal ao seu comprimento e no mesmo nível das extremidades apoiadas, uma barra de aço de construção de 8 mm de diâmetro e de comprimento igual à largura da ponte. A carga aplicada será transmitida à ponte através desta barra. O peso da barra não será contabilizado no peso total da ponte, como descrito no item . A massa desta barra em conjunto com os suportes de PVC será estimada em 150g, de tal forma que a massa total da ponte pronta com os suporte e também com a barra de aço montada não pode ultrapassar 1150g.

Modelo de relatório.

1)O relatório deve conter:a) o nome de cada componente do grupo com a respectiva sala.b) uma lista detalhada do material utilizado.c) um desenho ( não copiado da internet) da estrutura escolhida .d) o procedimento detalhado para a construção da ponte passo a passo.e) a estimativa que o grupo faz para a carga máxima que sua ponte irá suportar.

2) Deve ser entregue, em anexo, junto ao arquivo do relatório, o arquivo de extensão (.bdc) que é obtido ao fazer-se a simulação da ponte no software “West Pont Bridge Designer 2004” que pode ser obtido gratuitamente no site com endereço dado.http://www.ppgec.ufrgs.br/segovia/espaguete/software.html

Este relatório pode ser entregue somente na forma de arquivo digital até o dia 24/06/2013.Email – alexfisica@gmail.com

Normas para a apresentação das pontes:

1) Cada grupo deverá trazer, no dia da competição, às 7:00h, sua ponte e já pronta e finalizada para que seja efetuada a pesagem e medição da ponte e conforme as prescrições deste regulamento e os alimentos para doação. Após a entrega, a ponte ficará armazenada em local a ser determinado pelo professor coordenador da competição, até o momento da realização dos testes de carga.2) Cada grupo deverá dar um nome a sua ponte. Este nome deverá ser impresso em papel para ser exposto junto à ponte.

1) Todas as pontes serão montadas ao mesmo tempo e serão testadas simultaneamente.2) Cada grupo indicará um de seus membros para a realização do teste de carga de sua ponte.3) A carga inicial a ser aplicada será de 1,0 kg. Se após 10 segundos de ter aplicado a carga, a ponte não apresentar danos estruturais,será considerado que a ponte passou no teste de carga mínima, e ela estará habilitada para participar do teste da carga de colapso.4) Se a ponte passou no teste da carga mínima, as cargas posteriores serão aplicadas simultaneamente em todas as pontes que restaremem incrementos definidos pelo coordenador da competição. Será exigido um mínimo de 10 segundos entre cada aplicação deincremento de carga.5) Será considerado que a ponte atingiu o colapso se ela apresentar severos danos estruturais menos de 10 segundos após a aplicaçãodo incremento de carga. A carga de colapso oficial da ponte será a última carga que a ponte foi capaz de suportar durante um períodode 10 segundos, sem que ocorressem severos danos estruturais.

6) Após o colapso de cada ponte, os restos da ponte testada poderão ser examinados para verificar se na sua construção foram utilizados apenas os materiais permitidos. Caso seja constatada a utilização de materiais não permitidos, a ponte estará desclassificada.7) Em caso de empate de duas ou mais pontes com a mesma carga de colapso, será utilizado como critério de desempate a massa menor da ponte e se persistir o empate, a quantidade de alimentos não perecíveis doados por parte do grupo. Se ainda persistir o empate, será considerada a ordem de entrega das pontes.8) Qualquer problema, dúvida ou ocorrência não contemplada neste regulamento, deverá ser analisada e decidida pelo coordenador da competição

Premiação

Para as três melhores equipes.Rodizio de pizza

Pizzaria Engenheiro da Pizza no dia 19/09

Nota

A Nota da ponte de macarrão dependerá dos seguintes critérios:a) Entrega do relatório completo (peso 5%)b) Design da ponte, ou seja, a beleza estética da ponte (peso 5%)c) Carga suportada (peso 30%)A nota designada para a carga suportada será dada conforme a tabela abaixo:

25%30%

10 < m ≤ 30 30 < m ≤ 50

m > 50

10%15%20%

Carga (kg) Nota de carga suportada

11 < m ≤ 10

4) Considera-se as colocações para as pontes que suportarem cargas maiores que 1,0kg por mais de 10 segundos.5) As pontes que colapsarem no teste de carga mínima, portanto não suportarem nem 1,0kg, não receberão nenhum tipo de premiação.

Cronograma24/06/2013 – Inscrição: entrega do relatório, projeto contendo o nome da ponte e o número da equipa.19/09/2012 Entrega: a) dos alimentos (1,0kg por aluno)b) ponte de macarrão.

Cálculos

Compressão:Para barras submetidas à compressão

utilizaremos a seguinte equação:Onde:l = Comprimento da barrar = Raio do macarrão (0.9mm) No exemplo temos a barra AB suporta uma carga de 41,62N(compressão) e seu comprimento é de 193,07mm, logo:

Ponte di Pietra em Verona, Itália.

Ponte de Rialto, Veneza, século XVI.

A Ironbridge, a primeira ponte em ferro fundido,em Shropshire, Grã-Bretanha, século XVIII.

Ponte Forth Rail, Escócia, século XIX

Tower Bridge em Londres

Ponte 25 de Abril em Lisboa.

Ponte Octávio Frias de Oliveira em São Paulo, Brasil.