Como calcular a aceleração: 8 passos (com imagens)

Soft Starter? O que é isso? Você já deve ter visto, ou ouvido falar sobre o soft starter.

Deve até ter se perguntado “ o que é? ”, “ Para que serve? ”, “ Como funciona? ”. Mas não se preocupe, neste artigo vamos falar detalhadamente e sanar as suas dúvidas a respeito deste assunto.

Com a difusão da tecnologia veio a necessidade de equipamentos confiáveis, efetivos e, de preferência, com baixo custo. Por esta razão, atualmente usam-se os microcontroladores na maioria dos dispositivos elétricos.

Com os microcontroladores é possível conseguir grandes feitos como por exemplo baixo gasto de energia, proteção contra choques elétricos, e proteção dos componentes.

Como Calcular a Aceleração: 8 Passos (com Imagens)

  • No caso do soft starter são usados chaveamento eletrônicos.
  • Essas chaves contribuem para a diminuição de corrente de partida, que diminui os choques mecânicos do motor, e consequentemente aumenta a vida útil do mesmo.
  • Pode-se também utilizar o soft starter em fontes de energia não confiável e/ou fracas.

Neste artigo você verá:

  1. O que é um Soft Starter
  2. Funcionamento
  3. Principais funções do Soft Starter
  4. Onde e quando usar o Soft Starter
  5. Aplicações do Soft Starter
  6. Características do Soft Starter
  7. Simbologia do Soft Starter
  8. Vantagens e Desvantagens

Funcionamento

Como Calcular a Aceleração: 8 Passos (com Imagens)

O soft starter é um dispositivo eletrônico composto por pontes de tiristores (SCR’s) acionadas por um circuito eletrônico, com a finalidade de controlar a tensão de partida do motor, bem como sua desernegização.

Fazendo assim, com que a energização e desenergização do motor sejam suavizadas. O soft starter pode substituir os tradicionais modos de ligação estrela-triangulo, chave compensadora e partida direta.

Com o soft starter é possível também limitar a corrente de partida, evitando assim, picos de corrente. Além de possibilitar a partida e parada suave, e também promover a proteção do sistema.

Para se obter uma partida suave é necessário um torque de partida reduzido no motor. Para atingir esse objetivo é necessário controlar a tensão aplicada no motor, consequentemente a corrente de partida.

  1. Para isto é necessário o uso de uma ponte de tiristores (SCR’s), regulador de tensão, unidades de controle eletrônico e etc, então, faz-se necessário o uso do soft starter, que tem todos esses componentes internamente.
  2. Temos basicamente 3 formas de controle com o soft starter:
  3. Controle de energização: Aplica-se uma tensão inicial, os SCR’s (dois SCR’s ligados em paralelo, um em cada sentido) fazem com que a tensão seja defasada com um atraso de 180 graus durante os respectivos ciclos de ½ onda (onde cada um dos SCR’s irá conduzir).

Como Calcular a Aceleração: 8 Passos (com Imagens)

Este atraso é reduzido no decorrer do tempo, fazendo com que a tensão aumente gradativamente até alcançar o valor de alimentação total.

Como Calcular a Aceleração: 8 Passos (com Imagens)

Vn=Tensão nominal
Vp=Tensão de partida
Tr=Tempo de rampa de energização

Proteção do sistema: As principais características do motor são monitoradas de acordo com a configuração do soft starter, essas características são monitoradas através da tensão de partida, caso exista algum problema, alguma alteração indesejada na corrente de cada fase, o soft starter interrompe a tensão, protegendo assim o motor.

Controle de desenergização: Ao contrário do controle de energização, esse controle administra, através do mesmo princípio do controle da energização, o tempo de desenergização.

Esse tipo de controle visa sempre trabalhar com a melhor performance possível do equipamento a ser controlado.
Como Calcular a Aceleração: 8 Passos (com Imagens)

Vn=Tensão nominal
Vt=Início da desenergização
Vz=Tensão de parada do motor
Tr=Rampa de desenergização

Principais funções do Soft Starter

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Power On – Led aceso quando o soft starter estiver alimentado
Full voltage – Indica que o motor está sendo alimentado com 100% da alimentação
Start time – determina o tempo de partida, o tempo que o motor levará para ir da Vp (tensão de partida) até Vn (tensão nominal).

Initial voltage – determina o valor de tensão inicial do motor, Vp.
Stop time – Determina o tempo de desligamento (tr) do motor. O tempo que levará para a tensão ir de Vn (tensão nominal) até Vz (tensão de repouso, 0V).

NOTA: Algumas funções são disponíveis apenas para algumas versões de soft starter

Onde e quando usar o Soft Starter?

Os soft starters são geralmente usados para partidas de motores de indução CA (corrente alternada) tipo gaiola, podendo assim substituir as partidas mais convencionais como as partidas estrela-triangulo, chave compensadora e direta.

É um equipamento eletrônico capaz de controlar a energização do motor no momento da partida, permitindo assim, que o motor tenha a melhor performance possível. E por esta razão o soft starter é comumente utilizado.

Como Calcular a Aceleração: 8 Passos (com Imagens)

Principais aplicações

  • Bombas centrífugas (saneamento, irrigação, petróleo);
  • Ventiladores, exaustores e sopradores;
  • Compressores de ar e refrigeração;
  • Misturadores e aeradores;
  • Britadores e moedores;
  • Fornos rotativos;
  • Serras e plainas (madeira);

Características principais

  • Eficiência melhorada: Trabalha da melhor forma possível, fazendo assim que o motor tenha a melhor performance possível.
  • Energização controlada: A corrente de partida pode ser controlada, alterando assim facilmente a tensão de partida e isto assegura o arranque suave do motor, sem trancos.
  • Desenergização controlada: O tempo de desligamento do motor é controlado.

Como Calcular a Aceleração: 8 Passos (com Imagens)

∎ Partida Direta
∎ Partida Estrela Triângulo
∎ Partida com Soft Starter

 

 Simbologia do Soft Starter

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ATS: Nome do componente
1, 3 e 5: Alimentação da rede
2, 4 e 6: Saída para o motor
PE: Aterramento

Vantagens e desvantagens

  1. Ajuste da tensão de partida por um tempo pré-definido;
  2. Pulso de tensão na partida para cargas com alto conjugado de partida;
  3. Proteção contra falta de fase, sobrecorrente e subcorrente, etc.
  4. É uma partida eletrônica fazendo com que a corrente de partida do motor tenha uma performance muito melhor que as demais partidas.
  1. Redução do torque na partida (é possível programar um pulso de torque para o arranque)
  2. Os SCR’s provocam perda de potência se continuarem ligados ao circuito após a partida

Conclusão

Assim, sabendo que com a evolução da tecnologia foi necessário desenvolver dispositivos contendo microcontroladores, um dos dispositivos criados diante disso foi o soft starter.

O soft starter pode ser usado para resolver problemas de picos de corrente na partida dos motores, trancos e até mesmo fazer a proteção do sistema ligado a ele. Por esta razão ele é comumente usados, assim como o inversor de frequência.

Saber como e quando utilizar este tipo de componente é bastante importante, assim como sempre se atentar para aplicar os conhecimentos da forma mais segura possível, evitando assim, possíveis acidentes elétricos.

Para saber um pouco mais sobre o soft starter assista ao vídeo abaixo, onde você vai encontrar informações mais detalhadas sobre este componente.

Vídeo

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Exercícios de Cinemática

A cinemática estuda os movimentos dos corpos, como sua aceleração, se o corpo está em repouso ou movimento, qual o referencial, o ponto material, etc. Leia o nosso artigo completo e depois faça os nossos exercícios de cinemática.

A cinemática é um ramo da física que estuda os movimentos dos corpos, principalmente os movimentos lineares e circulares. Ela descreve o movimento e determina a posição, a velocidade e a aceleração de um corpo em cada instante.

Cinemática faz parte do objeto de estudo da Mecânica, que foca principalmente no movimento de um corpo, sem aprofundar na origem desse movimento.

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Os corpos podem se movimentar e possuem dimensões. Eles são também considerados pontos materiais, ou seja, as suas dimensões não interferem no estudo do fenômeno cinético. Logo, não importa o tamanho, ou o formato. O importante é entender o movimento.

Movimento e Repouso

Na física o movimento e o repouso são definidos de acordo com o referencial. Veja a definição do movimento e repouso:

“Um corpo estará em movimento sempre que mudar de posição, no decorrer do tempo, em relação a um referencial adotado. Estará em repouso sempre que sua posição se mantiver a mesma (constante) no decorrer do tempo em relação ao referencial que foi adotado.”

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Referencial

O referencial é definido pelo sistema cartesiano. Muito estudado na Matemática, serve de guia ou base para deixar mais clara a análise dos movimentos. É importante sabermos o que é referencial, pois para fazer os exercícios de cinemática é preciso dominar a matéria.

Como Calcular a Aceleração: 8 Passos (com Imagens)

O referencial é o ponto de vista, ou seja, de onde se vê o movimento. Quem está dentro de um ônibus está parado ou em movimento? Para quem está assentado ao lado, está parado; e para quem está na rua, está em movimento. Cada um é a representação de referencial.

Ponto Material

Ponto material é o corpo de dimensões desprezíveis. Representa objetos nos quais suas dimensões não afetam o estudo do fenômeno. Não faz diferença se é um carro ou um caminhão, se tem curvas arredondadas ou pontiagudas. O que importa é o movimento.

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Móvel

Como Calcular a Aceleração: 8 Passos (com Imagens)

Na Física, a definição de móvel é entendida como um corpo que muda de posição no decorrer do tempo em relação a uma determinada base, o referencial. Se você sai da sala para a cozinha, você é um móvel em relação a determinada referência.

Trajetória

É a linha formada pelos pontos em sequência por um móvel. É o trajeto que você fez ao caminhar, seguindo o mesmo exemplo acima.

Variáveis

  • Deslocamento (ΔS)
  • Velocidade (V)
  • Tempo (Δt)
  • Aceleração (a)

Movimento Retilíneo Uniforme (M.R.U)

  • O movimento retilíneo uniforme não sofre variações. Veja a sua fórmula:
  • ΔS= V.Δt
  • Sendo:
  • ΔS = Variação da distância
  • V = Velocidade
  • Δt = Variação do tempo
  • A distância percorrida é igual à velocidade multiplicada pelo tempo.

Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V)

O movimento retilíneo uniformemente variado é o movimento que muda de acordo com a variação da aceleração, se aumentamos ou diminuímos a velocidade. Veja a sua fórmula:

ΔS= V₀.t + ½.a.t²

Sendo:

A variação da posição, que é a distância percorrida, é igual à velocidade inicial multiplicada pelo tempo mais um meio multiplicando a aceleração e o tempo elevado a 2.

1 – (UNIFICADO-RJ) – A nave espacial New Horizons foi lançada pela agência espacial NASA para estudar o planeta anão Plutão em janeiro de 2006. Em julho de 2015, a nave chegou muito próximo a Plutão e conseguiu enviar imagens de sua superfície.

A distância estimada entre a Terra e a nave, quando ela estava bem próxima a Plutão, era de 32 unidades astronômicas (1 unidade astronômica = 150 milhões de quilômetros).

Se a velocidade da luz é de 300 mil quilômetros por segundo, a imagem recebida pelos observatórios terrestres levou, da New Horizons até a Terra, aproximadamente

  1. a) 0,1 microssegundo
  2. b) 1 hora
  3. c) 4 horas e meia
  4. d) 2 dias
  5. e) zero segundos

2 – (UEFS) – Pela experiência cotidiana, sabe-se que o movimento representa uma mudança contínua na posição de um corpo em relação a um dado referencial.

A posição de uma partícula movendo-se ao longo do eixo z varia no tempo, de acordo com a expressão z(t) = 5t3 – 3t, em que z está em metros e t, em segundos.

Com base nessas informações, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F as falsas.

  • ( ) O movimento da partícula é retilíneo e uniformemente acelerado.
  • ( ) A partícula apresenta um movimento progressivo em toda sua trajetória.
  • ( ) A velocidade média da partícula entre os instantes t = 1,0 s e t = 2,0 s é igual a 32,0m/s.
  • ( ) Em t = 0s e em, aproximadamente, t = 0,77s, a partícula passa pela origem da sua trajetória.
  • A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a
  • a) F V V F
  • b) F V F V
  • c) F F V V
  • d) V V F F
  • e) V F F V

3 – (IFPR – 2018) – Um veículo trafega a 108 km/h em uma autoestrada, onde a velocidade máxima permitida é 110 km/h. Ao tocar o telefone celular do condutor, imprudentemente ele desvia sua atenção para o aparelho ao longo de 4s. A distância percorrida pelo veículo durante os 4 s em que se movimenta sem a atenção do condutor, em m, foi igual a:

  1. a) 132.
  2. b) 146.
  3. c) 168.
  4. d) 120.

4 – (PUC/SP – 2018) – Por uma luva de redução de PVC, que fará parte de uma tubulação, passarão 180 litros de água por minuto. Os diâmetros internos dessa luva são 100 mm para a entrada e 60 mm para a saída da água.

Como Calcular a Aceleração: 8 Passos (com Imagens)

  • Determine, em m/s, a velocidade aproximada de saída da água por essa luva.
  • a) 0,8
  • b) 1,1
  • c) 1,8
  • d) 4,1
  • 5 – (PUC/RJ – 2017) –A partir do solo, uma bola é lançada verticalmente com velocidade v e atinge uma altura máxima h. Se a velocidade de lançamento for aumentada em 3v, a nova altura máxima final atingida pela bola será: (Despreze a resistência do ar)
  • a) 2h
  • b) 4h
  • c) 8h
  • d) 9h
  • e) 16h
  • 6 – UECE – 2016 (2ª fase) – Considere uma pedra em queda livre e uma criança em um carrossel que gira com velocidade angular constante. Sobre o movimento da pedra e da criança, é correto afirmar que
  • a) a aceleração da pedra varia e a criança gira com aceleração nula.
  • b) a pedra cai com aceleração nula e a criança gira com aceleração constante.
  • c) a aceleração em ambas é zero.
  • d) ambas sofrem acelerações de módulos constantes.
  • 7 – (UFLA – 2016) – Uma pedra foi lançada verticalmente para cima. No momento em que ela está subindo, a
  • a) velocidade diminui e a aceleração diminui
  • b) velocidade diminui e a aceleração aumenta
  • c) velocidade é constante e a aceleração diminui
  • d) velocidade diminui e a aceleração é constante
  • 8 – (UFLA) – 2016 – A figura em escala mostra os vetores de deslocamento de uma formiga, que saindo do ponto I, chegou ao ponto F, após 3 min e 20 s. O módulo do vetor velocidade média do movimento da formiga nesse trajeto foi de:

Como Calcular a Aceleração: 8 Passos (com Imagens)

  1. a) 0,15 cm/s
  2. b) 0,25 cm/s
  3. c) 0,30 cm/s
  4. d) 0,50 cm/s

9 – (IFMG – 2016) – Em função de um grave acidente ocorrido em uma barragem de rejeitos de minério, uma primeira onda desses rejeitos, mais rápida, invadiu uma bacia hidrográfica. Uma estimativa para o tamanho dessa onda é de 20 km de extensão.

Um trecho urbano dessa bacia hidrográfica possui cerca de 25 km.

Supondo neste caso que a velocidade média com que a onda passa pela calha do rio é de 0,25 m/s, o tempo de passagem total da onda pela cidade, contado a partir da chegada da onda no trecho urbano, é de:

  • a) 10 horas
  • b) 50 horas
  • c) 80 horas
  • d) 20 horas

10 – (UFLA – 2015) – A descarga atmosférica é um fenômeno natural complexo, com muitos aspectos ainda desconhecidos. Um desses aspectos, pouco visível, ocorre no início da propagação da descarga.

A descarga da nuvem para o solo inicia-se num processo de ionização do ar a partir da base da nuvem e propaga-se em etapas denominadas passos consecutivos.

Uma câmera de alta velocidade de captura de quadros por segundo identificou 8 passos, de 50 m cada um, para uma descarga específica, com registros de intervalo de tempo de 5,0 x 10-4 segundos por passo. A velocidade média de propagação da descarga, nesta etapa inicial denominada de líder escalonado, é de

  1. a) 1,0 x 10-4 m/s
  2. b) 1,0 x 105 m/s
  3. c) 8,0 x 105 m/s
  4. d) 8,0 x 10-4 m/s
  5. Agora que já respondeu todos os exercícios sobre cinemática, confira no gabarito as respostas.

Respostas dos Exercícios sobre Cinemática

  • Exercício resolvido da questão 1
  • c) 4 horas e meia
  • Exercício resolvido da questão 2
  • c) F F V V
  • Exercício resolvido da questão 3
  • d) 120.
  • Exercício resolvido da questão 4
  • b) 1,1
  • Exercício resolvido da questão 5
  • e) 16h
  • Exercício resolvido da questão 6
  • d) ambas sofrem acelerações de módulos constantes.
  • Exercício resolvido da questão 7
  • d) velocidade diminui e a aceleração é constante
  • Exercício resolvido da questão 8
  • b) 0,25 cm/s
  • Exercício resolvido da questão 9
  • b) 50 horas
  • Exercício resolvido da questão 10
  • b) 1,0 x 105 m/s
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Cinemática: Exercícios comentados e resolvidos

Rosimar Gouveia

Professora de Matemática e Física

  • A cinemática é a área da Física que estuda o movimento sem, entretanto, considerar as causas deste movimento.
  • Neste ramo, estuda-se principalmente o movimento retilíneo uniforme, movimento retilíneo uniformemente acelerado e movimento circular uniforme.
  • Aproveite as questões comentadas para tirar todas as suas dúvidas sobre este conteúdo.

Exercícios Resolvidos

Questão 1

(IFPR – 2018) Um veículo trafega a 108 km/h em uma autoestrada, onde a velocidade máxima permitida é 110 km/h. Ao tocar o telefone celular do condutor, imprudentemente ele desvia sua atenção para o aparelho ao longo de 4s. A distância percorrida pelo veículo durante os 4 s em que se movimentou sem a atenção do condutor, em m, foi igual a:

a) 132.
b) 146.
c) 168.

d) 120.

Ver Resposta

  1. Alternativa correta: d) 120
  2. Considerando que a velocidade do veículo permaneceu constante durante os 4s, usaremos a equação horária do movimento uniforme, ou seja:
  3. s = s0 + v.t
  4. Antes de substituir os valores, precisamos transformar a unidade da velocidade de km/h para m/s. Para isso, basta dividir por 3,6:
  5. v = 108 : 3,6 = 30 m/s
  6. Substituindo os valores, encontramos:
  7. s – s0 = 30 . 4 = 120 m

Para saber mais, veja também: Movimento Uniforme

Questão 2

(PUC/SP – 2018) Por uma luva de redução de PVC, que fará parte de uma tubulação, passarão 180 litros de água por minuto. Os diâmetros internos dessa luva são 100 mm para a entrada e 60 mm para a saída da água.

Como Calcular a Aceleração: 8 Passos (com Imagens)

  • Determine, em m/s, a velocidade aproximada de saída da água por essa luva.
  • a) 0,8
    b) 1,1
    c) 1,8
  • d) 4,1

Ver Resposta

Alternativa correta: b) 1,1

Podemos calcular a vazão na tubulação dividindo o volume de líquido pelo tempo. Contudo, devemos passar as unidades para o sistema internacional de medidas.

Assim, teremos que transformar minutos em segundos e litros em metros cúbicos. Para isso, usaremos as seguintes relações:

  • 1 minuto = 60 s
  • 1 l = 1 dm3 = 0,001 m3⇒ 180 l = 0,18 m3

Agora, podemos calcular a vazão (Z):

  1. Para encontrar o valor da velocidade de saída da água, vamos usar o fato da vazão ser igual a área da tubulação multiplicada pela velocidade, ou seja:
  2. Z = A . v
  3. Para fazer esse cálculo, precisamos primeiro conhecer o valor da área de saída e, para isso, usaremos a fórmula da área de um círculo:
  4. A = π . R2
  5. Sabemos que o diâmetro de saída é igual a 60 mm, então o raio será igual a 30 mm = 0,03 m. Considerando o valor aproximado de π = 3,1 e substituindo esses valores, temos:
  6. A= 3,1 . (0,03)2 = 0,00279 m2
  7. Agora, podemos encontrar o valor da velocidade substituindo o valor da vazão e da área:

Para saber mais, veja também: Fórmulas de Física

Questão 3

  • (PUC/RJ – 2017) A partir do solo, uma bola é lançada verticalmente com velocidade v e atinge uma altura máxima h. Se a velocidade de lançamento for aumentada em 3v, a nova altura máxima final atingida pela bola será: (Despreze a resistência do ar)
  • a) 2h
    b) 4h
    c) 8h
    d) 9h
  • e) 16h

Ver Resposta

Alternativa correta: e) 16h

A altura atingida pela bola pode ser calculada utilizando a equação de Torricelli, ou seja:

v2 = v02 – 2.g.h

A aceleração da gravidade é negativa, pois a bola está subindo. Além disso, a velocidade quando a bola atinge a altura máxima é igual a zero.

Assim, na primeira situação temos que o valor de h será encontrado fazendo-se:

  1. Na segunda situação, a velocidade foi aumentada em 3v, ou seja, a velocidade do lançamento passou a ser de:
  2. v2 = v + 3v = 4v
  3. Desta forma, na segunda situação a altura atingida pela bola será de:

Alternativa: e) 16h

Para saber mais, veja também: Movimento Retilíneo Uniformemente Variado

Questão 4

(UECE – 2016 – 2ª fase) Considere uma pedra em queda livre e uma criança em um carrossel que gira com velocidade angular constante. Sobre o movimento da pedra e da criança, é correto afirmar que

a) a aceleração da pedra varia e a criança gira com aceleração nula.
b) a pedra cai com aceleração nula e a criança gira com aceleração constante.
c) a aceleração em ambas é zero.

d) ambas sofrem acelerações de módulos constantes.

Ver Resposta

  • Alternativa correta: d) ambas sofrem acelerações de módulos constantes.
  • Tanto a velocidade quanto a aceleração são grandezas vetoriais, ou seja, são caracterizadas por módulo, direção e sentido.
  • Para que uma grandeza deste tipo sofra uma variação é necessário que pelo menos um desses atributos sofra modificações.
  • Quando um corpo está em queda livre o módulo da sua velocidade varia uniformemente, apresentando aceleração constante e igual a 9,8 m/s2 (aceleração da gravidade).

Já no carrossel, o módulo da velocidade é constante, contudo, sua direção está variando. Neste caso, o corpo terá uma aceleração constante e que aponta para o centro da trajetória circular (centrípeta).

Veja também: Exercícios sobre Movimento Circular Uniforme

Questão 5

  1. (UFLA – 2016) Uma pedra foi lançada verticalmente para cima.

    No momento em que ela está subindo, a
    a) velocidade diminui e a aceleração diminui
    b) velocidade diminui e a aceleração aumenta
    c) velocidade é constante e a aceleração diminui

  2. d) velocidade diminui e a aceleração é constante

Ver Resposta

Alternativa correta: d) velocidade diminui e a aceleração é constante

Um corpo ao ser lançado verticalmente para cima, próximo à superfície da terra, sofre a atuação de uma força gravitacional.

Esta força lhe imprime uma aceleração constante de módulo igual a 9,8 m/s2 , direção vertical e sentido para baixo. Desta maneira, o módulo da velocidade vai diminuindo até que atinja o valor igual a zero.

Questão 6

(UFLA – 2016) A figura em escala mostra os vetores de deslocamento de uma formiga, que saindo do ponto I, chegou ao ponto F, após 3 min e 20 s. O módulo do vetor velocidade média do movimento da formiga nesse trajeto foi de:

Como Calcular a Aceleração: 8 Passos (com Imagens)

  • a) 0,15 cm/s
    b) 0,25 cm/s
    c) 0,30 cm/s
  • d) 0,50 cm/s

Ver Resposta

  1. Alternativa correta: b) 0,25 cm/s
  2. O módulo do vetor velocidade média é encontrado calculando-se a razão entre o módulo do vetor deslocamento e o tempo.
  3. Para encontrar o vetor deslocamento, devemos ligar o ponto inicial ao ponto final da trajetória da formiga, conforme representado na imagem abaixo:

Como Calcular a Aceleração: 8 Passos (com Imagens)

  • Note que o seu módulo pode ser encontrado fazendo-se o teorema de Pitágoras, pois o comprimento do vetor é igual a hipotenusa do triângulo assinalado.
  • Antes de encontrarmos a velocidade, devemos transformar o tempo de minutos para segundos. Sendo 1 minuto igual a 60 segundos, temos:
  • t = 3 . 60 + 20 = 180 + 20 = 200 s
  • Agora, podemos encontrar o módulo da velocidade fazendo:

Veja também: Cinemática

Questão 7

(IFMG – 2016) Em função de um grave acidente ocorrido em uma barragem de rejeitos de minério, uma primeira onda desses rejeitos, mais rápida, invadiu uma bacia hidrográfica. Uma estimativa para o tamanho dessa onda é de 20 km de extensão.

Um trecho urbano dessa bacia hidrográfica possui cerca de 25 km.

Supondo neste caso que a velocidade média com que a onda passa pela calha do rio é de 0,25 m/s, o tempo de passagem total da onda pela cidade, contado a partir da chegada da onda no trecho urbano, é de:

  1. a) 10 horas
    b) 50 horas
    c) 80 horas
  2. d) 20 horas

Ver Resposta

  • Alternativa correta: b) 50 horas
  • A distância percorrida pela onda será igual a 45 km, ou seja, a medida da sua extensão (20 km) mais a extensão da cidade (25 km).
  • Para encontrar o tempo de passagem total usaremos a fórmula da velocidade média, assim:
  • Contudo, antes de substituir os valores, devemos transformar a unidade de velocidade para km/h, assim, o resultado encontrado para o tempo estará em horas, conforme indicado nas opções.
  • Fazendo essa transformação temos:
  • vm = 0,25 . 3,6 = 0,9 km/h
  • Substituindo os valores na fórmula de velocidade média, encontramos:

Questão 8

(UFLA – 2015) A descarga atmosférica é um fenômeno natural complexo, com muitos aspectos ainda desconhecidos. Um desses aspectos, pouco visível, ocorre no início da propagação da descarga.

A descarga da nuvem para o solo inicia-se num processo de ionização do ar a partir da base da nuvem e propaga-se em etapas denominadas passos consecutivos.

Uma câmera de alta velocidade de captura de quadros por segundo identificou 8 passos, de 50 m cada um, para uma descarga específica, com registros de intervalo de tempo de 5,0 x 10-4 segundos por passo. A velocidade média de propagação da descarga, nesta etapa inicial denominada de líder escalonado, é de

a) 1,0 x 10-4 m/s

b) 1,0 x 105 m/s
c) 8,0 x 105 m/s
d) 8,0 x 10-4 m/s
Ver Resposta

  1. Alternativa correta: b) 1,0 x 105 m/s
  2. A velocidade média de propagação será encontrada fazendo-se:
  3. Para encontrar o valor de Δs, basta multiplicar 8 por 50 m, pois são 8 passos com 50 m cada um. Assim:

Δs = 50 . 8 = 400 m.

Como o intervalo entre cada passo é de 5,0 . 10-4 s, para 8 passos o tempo será igual a:

t = 8 . 5,0 . 10-4 = 40 . 10-4 = 4 . 10-3 s

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Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.

Que é o flow de impressão 3D e como ajustar

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Neste artigo vamos comentar que é o flow bem como a importância que tem na impressão 3D.

Além disso, explica-se como calibrar este parâmetro para que a impressora 3D dê os melhores resultados possíveis.

Flow de uma impressora 3D

O flow é a quantidade (volume para ser mais precisos) de filamento que decorre pelo extrusor em função dos parâmetros de impressão selecionados para realizar um modelo.

O cálculo do flow realiza-o automaticamente a impressora 3D em função dos Passos/mm que estabelece o fabricante da impressora 3D para o motor do extrusor, em função do diâmetro do filamento e do diâmetro de saída do nozzle.

Como calibrar a impressora 3D ante uma mudança de extrusor

Se realiza-se a mudança ou modificação do extrusor, por exemplo por um E3D Titan Aero, dever-se-á ajustar os Passos/mm do motor do extrusor.

Imagem 1: E3D Titan Aero extrusor. Fonte: E3D

 O primeiro é saber quantos Passos/mm utiliza a impressora 3D. Isto está refletido na parte de “Controlo>Movimento>Extrusor”, neste caso o valor é 104.5 Passos/mm.

Imagem 2: Passos/mm do Extrusor

Fazem-se duas marcas no filamento, separadas 20 mm e 25 mm do início do extrusor.

Imagem 3: Marcas no filamento para calcular o número correto de Passos/mm

Move-se o filamento 20 mm desde o ecrã de controlo no apartado de movimento.

Imagem 4: Mover o filamento 20 mm

A seguir, comprova-se se a deslocação que realiza o motor do extrusor é o correto. Em caso de não ser assim, se mede com um calibre o erro para poder o corrigir. Com todos os dados anteriores e utilizando a seguinte fórmula obtemos os Passos/mm corretos para o motor do extrusor.

Imagem 5: Fórmula Passos/mm do extrusor

Ao finalizar o cálculo, só há que modificar os Passos/mm no ecrã de controlo e guardar os novos dados.

Por outro lado, todos os softwares de laminação 3D dispõem de um apartado onde modificar a quantidade de fluxo (razão do fluxo) já que as densidades mudam entre os diferentes materiais que existem no mundo da impressão 3D FDM/FFF.

Este razão é muito importante à hora de conseguir tanto o acabamento superficial desejado como as dimensões reais do desenho CAD, porque em caso contrário, será muito complicada a fabricação de peças que vão encaixadas entre si ou conectadas com outras.

Antes de ajustar o fluxo, preparemos a impressão 3D corretamente

Antes de explicar o ajuste do parâmetro de razão de fluxo, queremos lembrar uma série de conselhos a ter em conta sempre antes de realizar uma impresão 3D. Há que comprovar sempre o estado do nozzle, que não presente um desgaste abusivo da ponta nem que tenha sujeira tanto interna como externamente.

Comprovar que a temperatura de extrusão seja a recomendada pelo fabricante do filamento, porque em caso de não cumprir esta recomendação, a calibragem do fluxo será ineficaz e nunca conseguir-se-á um bom resultado.

Por último, e talvez o mais importante, a base deve estar bem nivelada e calibrada para que o modelo impresso não presente desvios dimensionais no eixo paralelo à base de impressão (eixo z).

A prova do cubo para o ajuste da razão de flow de impressão

Para ajustar o parâmetro da razão de fluxo deve-se realizar a prova do cubo. Esta prova consiste em imprimir um cubo oco e sem a cara superior, para comprovar que a espessura dos caras laterais se corresponde com as do desenho.

Imagem 6: Cubo de Calibragem do flow

 No nosso caso temos impresso um cubo com uma espessura de cara lateral de 0.80 mm, desenhado por 3D_MaxMaker que podem encontrar em Thingiverse.

Os parâmetros de impressão são: nozzle de 0.40 mmlargo de capa 0.

80 mm (para criar duas capas exteriores e que a medida seja mais precisa) e razão do fluxo de 100 %.

Imagem 7: Com razão do fluxo ao 100 % o cubo fica sobredimensionado

Ao utilizar PLA com razão de fluxo de 100 % (recomendado 90 %) obtivemos uma medida de 0.88mm, claramente sobredimensionada. Para corrigir este desvio aplicaremos a seguinte fórmula:

Imagem 8: Fórmula para calcular o fluxo necessário para qualquer material

 Obtido a novo razão de fluxo (90 %) só fica modificar o parâmetro no software de laminação 3D que se utilize, no nosso caso o Cura 3D.

Imagem 9: Modificar a razão do fluxo ao 90 %

 E voltar a imprimir o cubo para comprovar que as medidas obtidas com a novo razão do fluxo são as corretas.

Imagem 10: Medidas corretas ao calcular a razão do fluxo necessário para o PLA

  •  Como comentámos antes, a densidade dos materiais que se utilizam na impressão 3D não é a mesma, com o que para a cada material e fabricante é recomendável fazer este ajuste.
  • Ao realizar este simples processo de correção todas as impressões 3D que se realizem ganharão tanto em qualidade superficial como em proporcionalidade dimensional.
  • Em resumo, o flow trata-se de uns dos parâmetros mais esquecidos na impressão 3D FDM sendo este um dos mais importantes para conseguir peças bem-sucedidas.

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