Rosca De Arquimedes

Jefferson Luis Rodrigues Junior B868GA1

Matheus Lemes de Freitas B7264D9

Matheus Nunes Ferreira B83HGJ0

Curso: Engenharia Mecânica Turma: EM3P43

Campus: Limeira

Orientador: Thiago F. P. da Silva

Sumario

Página

1-Introdução.........................................................................3

1.1-Tema................................................................................

1.2-Objetivo............................................................................

1.3-Justificativa......................................................................

2-Arquimedes.......................................................................4

3-A Invenção........................................................................5

4-Mecanismo........................................................................6

5-Aplicações.........................................................................7

6-Principio..............................................................................

7-Vantagens...........................................................................

8-Inovação.............................................................................

9-Resumo.............................................................................8

10-Bibliografia......................................................................9

11-Anexos..........................................................................10

Introdução

1.1 Tema

Esse projeto tem como origem a proposta feita pelo professor Thiago, para juntamente com os alunos do 2°ano do curso de engenharia mecânica, da Faculdade Universidade Paulista. O projeto tem a finalidade de escolhermos uma experiência para reconstituí-la de forma mais acessível e talvez modificá-la tornando-a mais interessante.

O nosso trabalho será sobre a Rosca de Arquimedes, onde teve o inicio com Arquimedes de Siracusa (287 a.C – 212 a.C) que devido ao fato do Rei Hierão ter encarregado Arquimedes de projetar um grande barco, o Siracusa com capacidade de 600 pessoas, foi o maior barco construído na Antiguidade Clássica e devido ao tamanho do navio havia muita entrada de água em seus compartimentos e por esse motivo foi inventado a Rosca de Arquimedes, para realizar o escoamento da água que infiltrava no navio.

1.2 Objetivo

Construir uma pequena Rosca de Arquimedes, utilizando materiais comum a de fácil acesso como um tubo de plástico e uma mangueira comum, enrolada nele, sendo que o conjunto esta apoiado num suporte de madeira. Fazendo nossa rosca de Arquimedes transportar certa quantidade de agua de um recipiente para o outro. Explicando a montagem experimental e discutindo o fenômeno envolvido.

1.3-Justificativa

Esse foi um invento extremamente importante para o desenvolvimento de diversas civilizações na época e ainda são muito utilizados no dias de hoje. Esse sistema é muito utilizado em linhas de produções automatizadas, empresas de grande porte, na agricultura e na mineração, pois permite o transporte de materiais em larga escala.

Este sistema é utilizado também em conceitos de máquinas como transporte de água em parques aquáticos, processo de Injeção plástica, e muitas outras aplicações da engenharia.

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2. Arquimedes

Arquimedes de Siracusa foi um matemático, físico, engenheiro, inventor, e astrônomogrego. Embora poucos detalhes de sua vida sejam conhecidos, são suficientes para que seja considerado um dos principais cientistas da Antiguidade Clássica.

Entre suas contribuições à Física, estão as fundações da hidrostática e da estática, tendo descoberto a lei do empuxo e a lei da alavanca, além de muitas outras. Ele inventou ainda vários tipos de máquinas para usos militar e civil, incluindo armas de cerco, e a bomba de parafuso que leva seu nome. Arquimedes é frequentemente considerado o maior matemático da antiguidade, e um dos maiores de todos os tempos.

Durante o Cerco a Siracusa, Arquimedes foi morto por um soldado romano, mesmo após os soldados terem recebido ordens para que não o ferissem, devido à admiração que os líderes romanos tinham por ele. Anos depois, Cícero descreveu sua visita ao túmulo de Arquimedes, que era encimado por uma esfera inscrita em um cilindro. Arquimedes tinha descoberto e provado que a esfera tem exatamente dois terços do volume e da área da superfície do cilindro a ela circunscrito (incluindo as bases do último), e considerou essa como a maior de suas realizações matemática.

Arquimedes teve uma importância decisiva no surgimento da ciência moderna, tendo influenciado, entre outros, Galileu Galilei, Christiaan Huygens e Isaac Newton.

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3. A Invenção

Grande parte do trabalho de Arquimedes em engenharia surgiu para satisfazer as necessidades de sua cidade natal, Siracusa. O escritor grego Ateneu de Náucratis descreveu como o Rei Hierão II encarregou Arquimedes de projetar um grande barco, o Siracusia, que poderia ser utilizado para viagens de luxo, transporte de suprimentos, e como um navio de guerra. É dito que o Siracusia foi o maior barco construído na Antiguidade Clássica. De acordo com Ateneu, ele era capaz de carregar 600 pessoas e nele havia jardins decorativos, um gymnasion e um templo dedicado à deusa Afrodite, dentre outras instalações. Uma vez que um navio desse tamanho deixaria passar uma quantidade considerável de água através do casco, o parafuso de Arquimedes foi supostamente inventado para remover água da sentina. A máquina de Arquimedes consistia em um parafuso giratório dentro de um cilindro. Era girada a mão, e também podia ser usada para transportar água de um corpo de água baixo até canais de irrigação. O parafuso de Arquimedes é ainda usado hoje para bombear líquidos e sólidos granulados como carvão e cereais. O parafuso de Arquimedes tal como descrito por Vitrúvio nos tempos romanos pode ter sido uma melhoria em uma bomba de parafuso que foi usada para irrigar os Jardins Suspensos da Babilônia.

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4. Mecanismo

Esta máquina originalmente era constituída por um parafuso colocado dentro de um tubo cilíndrico oco. Pode ser vista como um plano inclinado envolvido por um cilindro. A extremidade mais baixa é colocada na água e o parafuso é rodado. À medida que a extremidade inferior do tubo roda, este arrasta um determinado volume de água, que, à medida que o veio roda, vai deslizando para cima ao longo do parafuso até sair pela extremidade superior do tubo.

O espaço entre o parafuso e o cilindro não tem que ser estanque, uma vez que a quantidade de água arrastada pelo tubo a cada volta é relativa à velocidade angular do parafuso. Além disso, a água em excesso na secção mais elevada do parafuso é vertida para a anterior e assim sucessivamente, atingindo-se um tipo de equilíbrio durante a utilização desta máquina, o que evita a perda de eficiência da mesma.

O parafuso não tem que obrigatoriamente girar dentro do cilindro, mas pode girar em conjunto com este desde que solidariamente. O espaço entre o parafuso e o cilindro pode ser vedado (por exemplo com uma resina) ou o mecanismo pode ser constituído por uma peça inteira de bronze, como supostamente era o caso na Babilónia. O parafuso de Arquimedes e capaz de bombear nao apenas água ou liquidos, pois tambem é capaz de bombear sólidos como grãos.

5. Aplicações.

Na antiguidade foram utilizados em sistemas de irrigação, pelos romanos, para retirar água de minas e mais tarde seriam utilizados pelos neerlandeses acoplados a moinhos de vento para drenar os pôlders. Podem também ser utilizados para bombeamento de lamas, betão e esgotos, uma vez que os sólidos não causam grandes problemas de funcionamento.

A partir da década de 1970, os Países Baixos aperfeiçoaram o parafuso de Arquimedes e este tipo de máquina hidráulica é muito utilizado atualmente em todo o mundo, sobretudo para grandes caudais e pequenas alturas.

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6. Principio

O princípio do parafuso de Arquimedes passou a ser aplicado em mecanismos de transporte de inúmeros outros materiais, transformando-se no mais tradicional processo de elevação de grãos. Mostrou grande utilidade na remoção de terra durante as operações de escavação, e, em tamanhos menores, também para levar os alimentos até o triturador, nas máquinas de moer.

7. Vantagens

Uma das principais vantagens do Parafuso de Arquimedes é o fato de não ser restrito a líquidos, mas também transporta sólidos e grãos. Esse mecanismo é utilizado ainda hoje para elevação de água, transporte de grãos, rochas de mineração, etc.

8. Inovação

Leonardo Da Vinci recriou o conceito do parafuso de Arquimedes utilizando formas diferentes, onde a hélice foi substituída por um tubo helicoidal em torno de um eixo, com essa mudança feita por Da Vinci possibilitou o uso do parafuso não apenas na remoção de água mas também no transporte de partículas solidas. Também é usado na retirada de terra durante uma escavação.

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9. Resumo

Inicialmente escolhemos este trabalho para mostrar que o conceito da Rosca de Arquimedes não é tão simples assim, neste projeto observamos que não há necessidade de aplicar muitos conceitos teóricos como cálculos, fórmulas e normas,

apenas o conceito da gravidade e conjunto com o movimento. Contudo há a necessidade de utilizar conceitos práticos, como o modelo a ser apresentado. Se utilizarmos o modelo de rosca a técnica será mais simples, pois não há a necessidade de verificar o ângulo em que a rosca ficara, a rotação da rosca, tipo de material a ser transportado e muito menos dimensões para o experimento, porem o desenvolvimento desse protótipo é muito mais complexo de executar. Entretanto há um modelo por mangueira, em que consiste de verificar o ângulo da rosca, a quantidade de helicoidal em torno de um eixo, a rotação e observar que há a necessidade de transportar apenas fluidos, não conseguindo empregar materiais sólidos, o desenvolvimento desse protótipo é mais simples.

Resolvemos utilizar o método da mangueira, onde em nosso primeiro protótipo não teve um bom desenvolvimento, não conseguindo puxar todo o fluido até o final da mangueira, pois a quantidade de helicoidal não permitia com que a água ficasse na mangueira. Então para o protótipo final dobramos a quantidade de voltas da mangueira no eixo, aumentando o helicoidal garantindo com que a água passasse por toda a mangueira até chegar ao topo, concluindo o objetivo de transportar o fluido.

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10. Bibliografia

www.infoescola.com › Biografias

www.matematica.br/historia/arquimedes.html

www.infopedia.pt/$parafuso-de-arquimedes

www.ebah.com.br/content/ABAAABkZIAI/parafuso-arquimedes