UMA PEQUENA CONTRIBUIÇÃO DIDÁTICA EM ANÁLISE ESTATÍSTICA DO PLANEJAMENTO DA PONTE DE MACARRÃO DO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DA UNIP MACAPÁ – AP

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: 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