Os materiais utilizados
Para a confecção desse equipamento foram utilizados: rolamentos (que formam o rotor e as articulações); hastes de impressoras (usada como eixo); e madeira (para a estrutura).
Construção do rotor de rolamentos
Esse procedimento consiste basicamente em encaixar um rolamento dentro dos outros, não é uma tarefa difícil, uma vez que, os rolamentos possuem tamanhos específicos, podendo assim serem acoplados uns aos outros. Eles podem ser adquiridos em estabelecimentos que venda correias, polias, engrenagens e rolamentos, para automóveis, ou máquinas agrícolas. Os rolamentos utilizados, são de segunda linha (assim como denominam os vendedores), pois tem valor mais em conta, isso não significa que o produto é ruim, ou que desenvolvemos um produto de má qualidade, para o nosso equipamento os rolamentos não serão exigidos ao máximo e nem terão grandes desgastes, como é o caso de carros e máquinas agrícolas. Para a compra desse material, partimos do menor tamanho, levando em consideração um que fosse acoplado com facilidade na haste de impressora. O rolamentos que utilizamos tinham os seguintes tamanhos:
Imagem 1:Tamanho dos rolamentos:
A haste de impressora tinha 10mm.
Para que os rolamentos não se desencaixem, utilizou-se super-bonder para cola-los. Pelo fato desse rolamentos não serem fabricado para esse projeto, eles geralmente possuem blindagem (uma capa protetora) que protege as esferas de sujeira e as mantem engraxadas. No entanto, a graxa aumenta o atrito, impedindo que o rolamento possa girar livremente após um impulso, por isso, retiramos a blindagem e limpamos todos os rolamentos com acetona, isso permitiu rotação por um bom tempo. Com o rotor pronto iniciou-se a construção dos anéis do giroscópio.
Construção dos Anéis
Os anéis possuem formato de octágono e foram confeccionados com madeira com espessura de 3 cm X 3 cm.
Imagem 2: Representa-se como ficou os blocos de madeira.
Imagem 3: Representa-se as dimensões de um bloco do anél menor (7,5 cm x 3 cm x 3 cm). O anél maior ficou com (110 cm x 3 cm x 3 cm).
Para descobrir o comprimento de cada bloco de madeira que forma o octogno, seguiu-se o seguinte raciocínio.
Imaginou-se um octógono dentro de um quadrado. Se o octógono possui a mesma altura que o quadrado, quatro triângulos retângulos se formam nos cantos. Esses seriam espaços que faltariam para completar o quadro. Desta forma é possível calcular os ângulos internos dos triângulos retângulos, o que permitirá a base para o desenvolvimento do cálculo. Os triângulos retângulos, nesse caso, possuem um ângulo de 90º e dois ângulos de 45º, pois os ângulos internos que unem as arestas formam 135 graus. O octógono está representado na Figura 7 logo a seguir.
Imagem 4: Desenho realizado para o desenvolvimento da equação que fornecerá o tamanho de cada bloco.
h = A + 2Ay
Sendo que h = 2r tem-se
2r = A + 2Ay
Se Ay = 2Asen45°, Simplificando teremos,
2r = A(1 + 2sen45°)
Isolando A ficamos com,
A = 2r/(1 + 2sen45°)
Está equação foi a utilizada para descobrir o tamanho de cada aresta (lado externo do octágono). Na confecção dos anéis do equipamento foram acrescentados 1 cm no valor do raio, possibilitando folga para efetivar a ligação do rotor, ao anel. As peças foram cortas em uma serra circular.
Imagem 5: Foi utilizado inclinação de 20° no apoio da serra para o corte de cada bloco.
Após o corte dos bloco de madeira, foram confeccionadas caixas de madeiras quadradas, para que fosse possível fazer a montagem do octágono de forma simétrica. Com as peças encaixadas e alinhadas dentro da caixa de madeira, efetuou-se a marcação dos pontos para furação, onde futuramente irão os eixos que unem o rotor, os anéis e o suporte.
Imagem 6: Foi confeccionado uma caixa de madeira para realizar a colagem das peças.
Imagem 7: Com os blocos colocados dentro da caixa de maneira, realizou-se a marcação dos furos, onde serão acoplados os rolamentos e eixos.
Os furos realizados, possuem diâmetro igual ao diâmetro externo dos rolamentos (13 mm) que farão parte do eixos dos anéis. As hastes utilizadas para os eixos dos anéis foram de 7 mm. O diâmetro interno e externo dos rolamentos são respectivamente iguais a 7 mm X 13 mm (todos os rolamentos foram facilmente encontrados em lojas de rolamentos). com os furos realizados, as peças foram coladas.
Imagem 8: Anel menor com a aplicação da cola. Os anéis ficaram 24 horas secando. Após colocados, os cantos foram reforçados com parafusados, para aumentar a resistência da estrutura.
Com os anéis prontos e furados, foram colocadas os rolamentos nos furos, e introduzido as hastes para realizar o alinhamentos dos anéis, para ajustes finos.
Imagem 9: Hastes posicionadas para o alinhamento
Imagem 10: Os rolamentos foram encaixados nos furos. Diâmetro externo do furo na madeira igual a 13mm.
Em seguida, foi colocado o rotor, e confeccionado o suporte para o conjunto.
Imagem 11: Colocação do Rotor
Imagem 12: Suporte do giroscópio
Imagem 13: Equipamento pronto