As cinco etapas do projeto de engenharia – construindo um suporte para celular
TecnologiaDesenho técnico e projetoIdades 13–14
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Percorra as cinco etapas do processo de projeto de engenharia de um produto simples: definir o problema e os critérios, propor e escolher uma solução, construir um protótipo, testar a solução e preparar a documentação técnica. Na etapa de teste, o aluno clica em Testar carga para colocar um objeto no protótipo: a simulação verifica a condição de tombamento com base no centro de massa em relação ao comprimento da base e calcula a tensão de flexão σ = M/W na perna de apoio para comparar com a tensão admissível do material. Se falhar, o aluno clica em Melhorar para alongar a base e tentar de novo — mostrando que o projeto é um processo iterativo. Um segundo cenário, o desafio global de levar água potável a uma aldeia, pede critérios e restrições quantitativos (litros por pessoa por dia, orçamento, energia, manutenção), resolve bombeamento, tratamento e armazenamento como subproblemas com um registro de testes e melhorias e avalia o sistema em relação à especificação, comparando opções numa matriz de decisão ponderada.
Aula: As etapas básicas do projeto de engenharia: definição do problema, proposta de soluções, construção do protótipo, teste e documentação
O que mostra
O projeto de engenharia é iterativo: define-se o problema com critérios mensuráveis, escolhe-se uma solução, constrói-se e testa-se um protótipo e documenta-se. No cenário do suporte de celular, o teste verifica se o centro de massa da carga fica sobre a base e se a tensão de flexão σ = M/W (W = b·t²/6) na perna de apoio fica abaixo da tensão admissível. O parâmetro Cenário oferece também um desafio global, água potável para uma aldeia: você define critérios e restrições quantitativos, resolve bombeamento, tratamento e armazenamento como subproblemas, registra cada ciclo de teste e melhoria e julga o sistema pela especificação e por uma matriz de decisão ponderada.
Como usar
Use Próxima etapa e Etapa anterior para percorrer as cinco etapas. No cenário do suporte, defina o produto, a massa, o Material do protótipo e o ângulo, clique em Testar carga e em Melhorar se o protótipo tombar ou quebrar. Mude Cenário para o desafio da água: na etapa 1 defina a população, os litros por pessoa, a altura de bombeamento e os limites; nas etapas 2–4 escolha e dimensione bomba, tratamento e reservatório e clique em Testar e registrar; na etapa 5 mude os pesos e compare as opções.
Parâmetros que você pode mudar
- Produto a projetar Suporte para celular, Mini estante de mesa, Porta-canetas com suporte
- Massa do objeto colocado 100–1000 g
- Material do protótipo Papelão de 3 mm de espessura, Compensado fino de 5 mm, Plástico PLA impresso em 3D, 4 mm, Chapa de alumínio de 2 mm
- Ângulo de inclinação do objeto em relação à mesa 20–80 °
- Cenário Cinco etapas: suporte de celular, Desafio global: água potável para uma aldeia
- População da aldeia (cenário da água) 100–2000 pessoas
Perguntas para explorar
- Como o aumento do ângulo de inclinação muda a posição do centro de massa e o risco de tombar?
- Quais materiais do protótipo aguentam uma carga de 1000 g, e quais falham por quebra e não por tombamento?
- Por que alongar a base evita o tombamento, mas não impede que a perna de apoio quebre?
