RESUMO

Este artigo demonstra o método adotado no processo estrutural dos protótipos da ponte de macarrão, bem como na contribuição didática do planejamento nas etapas de construção, assim como na coleta de dados e na prática pedagógica de aprendizagem. Abrindo oportunidade para a fundamentação teórica. Atribuídas as disciplinas de matemática, física, química, desenho e tecnologia, com o objetivo de trabalhar as atividades não somente a competição mais a interdisciplinaridade entre a aprendizagem nas diferentes áreas de estudo, tencionando o desenvolvimento cognitivo, o referencial bibliográfico e a pesquisa cientifica.  

Palavras-Chave: Planejamento. Didática. Pesquisa. Protótipo.

1 INTRODUÇÃO 

             Os protótipos da ponte de macarrão foram construídos com o proposito experimental e competitivo. Assim, o desenho tem as normas de construção, a quantidade máxima de macarrão e o peso. Além das características especificas que o projeto necessita alcançar durante sua execução. No entanto, esse artigo aflui a uma pequena oportunidade na prática pedagógica de aprendizagem na interdisciplinaridade do seu planejamento e até o processo de construção e finalização.

             Antes de iniciar o planejamento os grupos sugeriram os modelos das pontes. E que seriam de estruturas baixas, para receber maior quantidade de macarrão possível. Depois disso: o planejamento do modelo A e B, seguiu com o desenvolvimento da ponte com duas características diferentes. Na estrutura do modelo A as forças tem tensões concentradas os extremos e o modelo B as forças das tensões se concentram nos meios. Na sua construção o autor utilizou o autocad/2014 e se concentrou em desenvolver duas elípticas saindo do centro2.

             Depois de completar os Modelos A e B, a sua construção seguiu com a utilização de diferentes materiais como: na ponte A ficou a resina epóxi (porém não foi encontrada na região), logo foi substituída pela CarPlast e Catalisador e o produto e extremamente forte. De tal modo, tornando a sua construção da ponte um desafio. Assim, o Modelo B seguiu com a construção utilizando a super-bonder, o macarrão e a cola quente. De modo que, cada Modelo ficou divido em três partes: superior, tensões e base. Para o cálculo pelo Excel na quantidade exata de macarrão e o peso por seção dos protótipos.

             Com as coletas de dados da quantidade de macarrão por seção e o peso, foram desenvolvidos os gráficos dos protótipos. De modo, que as porcentagens da ficaram divididas em: superfície, base, tensão, material e aprendizagem. Sendo que, para cada ponte de macarrão tivera característica diferentes. Além, que o processo de aprendizagem foi avaliado em seis diagnósticos durante o processo de construção, finalização e o teste no laboratório.

             A contribuição didática se inicia com as possibilidades de aprendizagem através da metodologia aplica ao projeto de diferentes disciplinas e nas áreas de ciências exatas e tecnologia.

             O protótipo se dará a partir da entrega das regras e os materiais do projeto as equipes. Significando que a multidisciplinaridade se dará aos professores das áreas de ciências exatas e tecnologia.

             A prática pedagógica aplicada ao protótipo se dará ao resgate dos conteúdos fundamentais das disciplinas de ciência, física, química, matemática e tecnologia. Além do acompanhamento dos docentes das diferentes áreas de ensino. 

1.1 OBJETIVO

1.1.1 Geral  

             O objetivo desse artigo é planejar as atividades exercidas durante sua construção, incentivando os discentes da importância do planejamento do projeto de ensaio do protótipo de ponte de macarrão usando o espaguete n.7. Além de utilizar cola quente, e outros materiais, para o dimensionamento da ponte ao critério do edital. De modo, que seja capaz de sustentar as cargas de 50N a 250N, apoiado livremente nas suas extremidades no ponto médio. A prática tem como experiência a interdisciplinaridade entre as disciplinas de matemática (gráficos e tabelas), física (equilibro estático), química (revestimento) e informática (excel, word, autocad/2014).

1.1.2 Especifico

  • O planejamento e desenvolvimento da Ponte de Macarrão;
  • O processo de construção e as etapas da Ponte de Macarrão;
  • Analise gráfica do resultado dos dados coletados;
  • Oportunidade do protótipo a prática pedagógica de aprendizagem.

1.2 HIPÓTESE

             A ponte de espaguete n.7 tem o propósito de competição a sua capacidade cinética de absorção consiste entre os equilíbrios das forças estáticas superior, tensão e a base. Para esse projeto no centro ficará preso um ferro de 8mm no ponto médio entre 100 a 110cm para suportar as cargas. E assim, qualificar a demonstração do protótipo A e B?

2 UMA PEQUENA CONTRIBUIÇÃO EM ANÁLISE ESTATÍSTICA NO PLANEJAMENTO DIDÁTICO DA PONTE DE MACARRÃO DO CURSO DE ENGENHARIA BÁSICA DA UNIP EM MACAPÁ – AP.

2.1 PLANEJAMENTO DA PONTE DE MACARRÃO

             Primeiramente os grupos A e B, reuniram-se para o planejamento didático da ponte de macarrão utilizando o autocad/2014. Para obter e desenvolver os modelos A e B, e seguir o processo de construção com diferentes matérias.

IMAGEM 1: A planta do modelo A da Ponte de Macarrão

 

FONTE: Autor, 2019.

             O modelo A ficará com os materiais principais no processo de construção como: a carplast e catalizador, super-bonder e durepoxi. Na construção da ponte pelo software ficou em evidencia a concentração das tensões aos extremos da ponte de macarrão. Assim:

“Na confecção da ponde de macarrão, é necessário a realização de cálculos que permite saber o peso que a mesma suporta. Para tanto, utiliza-se dos assuntos presentes nas disciplinas relacionadas às estruturas de Mecânica Geral. Sabe-se que pontes são estruturas isostáticas[1], ou seja, não há nenhum tipo de movimento na horizontal nem na vertical, logo, o número de incógnitas a determinar é igual ao número de equações de equilíbrio” OLIVEIRA; SOUZA; PEREIRA; QUEIROGA, 2018, p.3).

             A demonstração do protótipo ficará sujeita as forças de equilibro horizontal A e B das extremidades da ponte, do ponto médio, assim, sustentando as cargas de 50N a 250N no laboratório do Curso de Engenharia da FABRAN em Macapá - AP.

MAGEM 2: A planta do modelo B da Ponte de Macarrão

 

 FONTE: Autor, 2019.

             O modelo B ficara com os materiais secundários na construção como: cola quente e super-bonder. Assim, a construção tornar-se mais prático para o equilíbrio concentrando ao centro da ponte de macarrão. Para Santos (2019), “Todos os esforços serão calculados (modelo B) em função da carga aplicada a meio vão ao centro”, ficando mais fácil o manuseio do material utilizando o espaguete n.7.

2.1.1 Matérias utilizando

            Para a utilização dos materiais foi sugerido as Regras do Edital, segundo a UFRGS (2019), “cuja a lista dos materiais disponíveis para a construção” da ponte de espaguete são:

TABELA 1: Lista dos Materiais

Massa espaguete n.7


Durepoxi

 

 

Poxi – Bonder

 

 

Pincel

 

 

Madeira virola

 

 

Prego Gerdau 13x18

 

 

Trena 3m

 

 

Liga elástica fina 100 und

 

 

Alicate

 

 

Serra de metal

 

 

CarPlast e Catalisador

 

Lápis B3

 

 

Folha A3

 

 

Cola quente e pistola

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FONTE: UFRGS, 2019.

FONTE: AUTOR, 2019.

             E importante que durante a execução das etapas da ponte que os componentes do Grupo A e B estejam sempre preparados e com suas tarefas diárias compridas. Pois qualquer descuido pode afetar a estrutura da ponte como: macarrão quebrado, curto, trincado, molhado ou mal colocado. Assim para não afetar a integridade da estrutura física da ponte, fazendo com que evite/demore o momento de rompimento, sendo necessário refazer. Pois e nesse pequeno intervalo que pode incidir o falso julgamento ou a incompatibilidade inexata dos critérios adotados prejudicando o analise da estrutura como um todo.

2.1.2 Cálculos da ponte de espaguete dos modelos A e B

             Para o cálculo do peso do macarrão por seções foi utilizando o software da Microsoft Office Excel 2013 para o modelo A e B. De acordo com Santos; Silva; Melo (2014, p. 17), o macarrão possui o peso característico de “1g por fio” e cada unidade tem em média de 25 a 26 centímetros de comprimento. De modo que, os modelos ficaram distribuídos em três partes formando um equilíbrio estática são eles: estrutural superior, da base e tensões de força da ponte. 

2.1.2.1 Cálculo da Ponte de Espaguete Modelo A

TABELA 2: Estrutura superior Modelo A

UND

CAMADA

B1

C1

D1

E

D2

C2

B2

1

QUANTIDADE

2

1

1

1

1

1

2

2

COMPRIMENTO (cm).

17

11

19

25

19

11

17

3

MACARRÃO

38

38

38

38

38

38

38

4

TOTAL

1292

418

722

950

722

418

1292

 

SOMATORIA

5814

 

 

 

 

 

 

 

PESO (gramas)

232,56

 

 

 

 

 

 

FONTE: Autor, 2019.

            A estrutura superior foi secionada em 7 parte simétricas, sendo que a B1 e B2 são as extremidades com duas seções cada. Além das centralizações das tensões de força ficarem sujeita aos extremos da pode de macarrão.

TABELA 3: Estrutura da base Modelo A

UND

CAMADA

G1

G2

G3

G4

1

QUANTIDADE

2

2

2

2

2

COMPRIMENTO (cm).

25

25

25

25

3

MACARRÃO

42

42

42

42

4

TOTAL

2100

2100

2100

2100

 

SOMATORIA

8400

 

 

 

 

PESO (gramas)

336

 

 

 

FONTE: Autor, 2019.

            Na base foi aproveitado as unidades de macarrão de 26cm para confeccionar a base, que chegou a 104cm. Sendo que a ponte ficou reforçado com revestimento de carplast e catalizador.

TABELA 4: Tensões da ponte Modelo A

UND

CAMADA

F1

F2

1

QUANTIDADE

2

2

2

COMPRIMENTO (cm).

25

25

3

MACARRÃO

42

42

4

TOTAL

2100

2100

 

SOMATORIA

4200

 

 

PESO (gramas)

168

 

FONTE: Autor, 2019.

             Já a tensão ficou responsável em centralizar o peso entre os extremos, para a atividade no laboratório. Assim, foi dividido em duas partes de cada. Além do peso geral da Ponte de Espaguete 168+336+232,56=736,56g. Mais o peso dos materiais utilizados 263,34g. Marcando o peso característico de 999,9g aproximadamente 1kg.

2.1.2.2 Cálculo da Ponte de Espaguete Modelo B

TABELA 5: Estrutura superior Modelo B

UND

CAMADA

B1

C1

D1

E

D2

C2

B2

1

QUANTIDADE

2

1

1

1

1

1

2

2

COMPRIMENTO (cm).

17

11

25

14

25

11

17

3

MACARRÃO

28

28

28

28

28

28

28

4

TOTAL

952

308

700

392

700

308

952

 

SOMATORIA

4312

 

 

 

 

 

 

 

PESO (gramas)

172,48

 

 

 

 

 

 

FONTE: Autor, 2019.

             A estrutura superior e oposta do Modelo A, sendo que as seções estão divididas 7 partes simétricas, mais centralizadas as tensões de forças para o centro. O grupo optou por esse protótipo B ser mais eficiente.

TABELA 6: Estrutura da base Modelo B

UND

CAMADA

G1

G2

G3

G4

G5

1

QUANTIDADE

2

2

2

2

6

2

COMPRIMENTO (cm).

25

25

25

25

9,5

3

MACARRÃO

21

21

21

21

15

4

TOTAL

1050

1050

1050

1050

855

 

SOMATORIA

5055

 

 

 

 

 

PESO (gramas)

202,2

 

 

 

 

FONTE: Autor, 2019.

            Na base do modelo B, ficou o mesmo raciocínio da anterior, só que, com menos macarrão. Além disso, foi acrescentado 6 partes a mais na estrutura para dar mais equilíbrio as duas seções da base.

TABELA 7: Tensões da ponte Modelo B

UND

CAMADA

F1

F2

F3

F4

F5

F6

1

QUANTIDADE

4

4

4

4

4

4

2

COMPRIMENTO (cm).

19

18

22

23

25

23

3

MACARRÃO

20

20

20

20

20

15

4

TOTAL

1520

1440

1760

1840

2000

1380

 

SOMATORIA

9940

 

 

 

 

 

 

PESO (gramas)

397,6

 

 

 

 

 

 

FONTE: Autor, 2019.

            O modelo B seguiu à risca a planta da ponte de espaguete no autocad/2014, nessa estrutura foi aplicado as tensões em 12 partes divido entre as faces da ponte. Assim o peso geral da Ponte de Espaguete 397,6+202,2+172,48=772,28. E o peso dos Materiais utilizados 155g. Logo, o peso característico da ponte foi de 927,28g.

1.2 PROCEDIMENTO DE CONSTRUÇÃO DA PONTE DE MACARRÃO

1.2.1 Procedimento de ponte de espaguete dos modelos A e B

1.2.1.1 Procedimento da Ponte de Espaguete Modelo A

IMAGEM 3: Parte da base da seção da ponte de macarrão

FONTE: Autor, 2019.

            A metodologia da Ponte de Espaguete do modelo A seguindo o raciocino do cálculo da tabela. Assim, sendo feito cada etapa das seções com base no cálculo de peso previsto. A amostra feita com um canudo no seu interior para o formato cilíndrico. Depois de colocá-lo foi amarado com elástico e ligas.

IMAGEM 4: Após secar o produto CarPlast