METODOLOGIA DO TRABALHO CIENTÍFICO

1. METODOLOGIA DO TRABALHO CIENTÍFICO AS ENGENHARIAS E A ENGENHARIA MECÂNICA Prof. Emerson F. Jaguaribe

2. ENGENHARIA ENGENHARIA: é a ciência (e uma profissão) que faz uso do conhecimento da matemática, de técnicas e da física, para criar, aperfeiçoar e implementar utilidades (máquinas, tipos de materiais, estruturas, equipamentos, aparelhos, sistemas ou dispositivos), e processos (químicos, industriais, farmacêuticos, etc.) com funções e objetivos práticos bem determinados.

3. ENGENHARIA Objetivos práticos: Seu emprego busca viabilizar a lei do menor esforço, o conforto, a economia de tempo, de percurso, de recursos financeiros e naturais, indispensáveis ao bem estar e ao progresso da sociedade. As bases da engenharia moderna foram desenvolvidas, ao longo do tempo, como fruto da necessidade do homem de superar suas limitações e dificuldades imediatas.

4. ENGENHARIA A roda, a polia, a alavanca, são exemplos de invenções fundamentadas nos princípios da engenharia. O termo engenharia, adveio do vocábulo engenheiro, que apareceu no século XVI, e significava aquele que construía, ou operava um engenho (máquina de guerra = catapulta). Mesmo hoje em dia, em inglês, o termo “Engineer”, além de significar engenheiro, expressa maquinista, ou seja, o condutor de trem, ou seja, o operador de trem.

5. ENGENHARIA O vocábulo engenho tem origem mais antiga. Vem do latim = ingenium = gênio (qualidade natural), sobretudo mental = criação inteligente. Com o passar do tempo, e com as criações inteligentes dominando a área de projetos e construções civis, surgiu o termo “Engenharia Civil”, para distinguir de projetos militares, que deram origem à Engenharia Militar.

6. ILUSTRAÇÕES A roda é consideradauma das seismáquinasmais simples empregadapelohomem. Provavelmente, inventadapelospovosdaMesopotâmia (Iraque) 4omilênio a. C. Transmite, amplificando, para o eixo de rotação a força e reduzindo a velocidadeaplicadaemseuperimetro. (O inversotambém é verdadeiro). Originou-se naobservação dos rolos (troncos de árvore), transformados, posteriormente, em discos. Reduz o contato, e, consequentemente, o esforço. A alavanca é outramáquinacriadanaantiguidade. Objetorígido, queutiliza um pontofixo (fulcro) paraaumentar a forçamecânica, fundamentando-se na Eq. (1) F1.D1 = F2.D2 (1)

7. ILUSTRAÇÕES Máquinas simples, como toda máquina, são aquelas capazes de alterar o sentido, ou a intensidade de uma força. Foi o filosófoArquimedes, no século III, queconceituou as trêsprimeirasmáquinas simples: a alavanca a polia e o parafuso, queleva o seunome. Outrosfilosófosadicionaram à lista: a engrenagem, a mola e a roda e eixo. • Polias ou roldanas são objetos que servem para mudar o sentido e a direção de uma força. Poliamóvel PoliaFixa.

8. Máquinas Simples O parafuso de Arquimedes, é conhecido, também, comosemfim. É formadopelacombinação de um cilindro com um planoinclinado (oucunha). Uma engrenagem é uma roda dentada que, em geral, opera aos pares, com os dentes de uma encaixando-se nos vazios da outra. O sistema mantém a razão das velocidades angulares e, dos torques, constante.

9. Máquinas Simples A velocidade angular, ,é definidapelarazão entre o deslocamento angular porunidade de tempo:  = / t. Rodas acopladas a um mesmo eixo possuem mesma velocidade angular. As velocidadeslinearessãodiretamenteproporcionaisaosraios. Assim: 1 = 2 = V1/r1 = V2/r2 ou V1/V2= r1/r2 Para rodasacopladasporcorreias, as velocidadeslineares dos pontossobre a correiasãoiguais. Assim: V = V1 = V2

10. Máquinas Simples Consequentemente: 1r1 = 2r2,isto é: 1/2 = r2/r1 Período: Caso a velocidade angular sejaconstante, ospontossobre a rodadescreverão um movimento circular e uniforme. Define-se, período, T, como o intervalo de tempo necessárioparaquecadapontodaroda realize umavoltacompleta. Denomina-se de frequência, f, o número de voltascompletasefetuadaspor um pontodaroda, naunidade de tempo. Assim, f = N/t. Quando t =T, o número de voltas N = 1, e logo: f = 1/T. No sistema SI, t é medidoemsegundos e T em Hertz (1Hz = 60 rpm).

11. Máquinas Simples Molas: Corpos elásticos flexíveis usados no armazenamento de energia mecânica.

12. ILUSTRAÇÕES Aplicações do princípiodaalavanca

13. ILUSTRAÇÕES Catapulta: máquina de guerra Tropasfrancesasusandoumacatapultaparalançamento de granadas de mãona I Guerra Mundial (1914-1918)

14. Ficheiro • Histórico do ficheiro • Páginas em que este ficheiro é usado • Utilização global do ficheiro ILUSTRAÇÕES Réplica de umaCatapultausando o princípio de umabesta. Farol de Alexandria

15. ILUSTRAÇÕES PirâmideEgípcia de Khaf-re. Vista daAcrópole de Atenas

16. ILUSTRAÇÕES Modelomodernodaeolípila de Heron Máquina de Heron, um dos exemplosdacriação de um engenhomecânicoprimitivo.

18. ENGENHARIA Foi no período do Renascimento (séculos XV e XVI) que a Engenharia Naval se destacou em Portugal. Apareceram, na época, novos tipos de navios, velozes e leves como a caravela, ou navios de carga – a nau redonda – que também servia à guerra, ou o galeão, navio com 4 mastros, usado no transporte de carga e na guerra (alguns com 40 canhões). O galeão foi muito utilizado entre os séculos XVI e XVIII.

19. ILUSTRAÇÕES Caravelas: Três e doismastros Astrolábio: serviaparamedir a altura dos astros, visíveisacima do horizonte, paraajudarnalocalizaçãoem alto mar. Exemplo de um galeãoespanhol

20. ILUSTRAÇÕES Máquina é todomecanismo, ou um aparatonatural, querealiza, ouajudanarealização de um trabalho, fazendouso de umafonte de energia. Do ponto de vista dafísica, é todo e qualqueraparatoquemuda o sentido, ou a intensidade de umaforça. Princípio de funcionamento do astrolábrio. Final do 2o dia: 24/05/2013