DESAFIO PROFISSIONAL DE MAGNETISMO E ELETROMAGNETISMO

Esta é a descrição do seu Desafio Profissional. Para que você possa desenvolver sua atividade e chegar à conclusão desta avaliação, é preciso baixar e salvar o Template Padrão Único em word que está disponível no link ao final desta descrição. Para baixá-lo, clique em Arquivo > Criar uma cópia > Baixar uma cópia. Você só conseguirá editar o template depois de salvá-lo.Vamos adiante. Leia com atenção.

Seja bem-vindo(a) ao Desafio Profissional da MAGNETISMO E ELETROMAGNETISMO.

aqui, você assume o papel de profissional responsável por analisar a situação, tomar decisões e propor soluções. É o momento de aplicar seus conhecimentos de forma prática e mostrar como lidaria com um desafio real .

ETAPA 1 - Apresentação do Desafio Profissional.

Os motores elétricos de esteira desempenham um papel fundamental no desenvolvimento da humanidade ao viabilizar o transporte contínuo e automatizado de materiais em fábricas, portos, aeroportos, minas e centros de distribuição. Eles estão diretamente ligados ao aumento da produtividade industrial, à redução do esforço físico humano e à padronização de processos, sendo essenciais para a Revolução Industrial elétrica e para a consolidação da sociedade tecnológica moderna. Ao permitir o deslocamento controlado de cargas, alimentos, bagagens e insumos, esses motores contribuem para a eficiência logística, a segurança no trabalho e o crescimento econômico, impactando desde a produção de bens básicos até sistemas complexos de infraestrutura global.A base de funcionamento desses motores está nos fenômenos do magnetismo e do eletromagnetismo, que possibilitam a conversão de energia elétrica em energia mecânica. A interação entre campos magnéticos gerados por correntes elétricas e materiais ferromagnéticos produz forças responsáveis pelo torque que movimenta a esteira. Assim, conceitos como campo magnético, indução eletromagnética e força magnética deixam de ser abstrações teóricas e se tornam elementos centrais da tecnologia que sustenta o mundo contemporâneo. Compreender essa relação permite não apenas o aperfeiçoamento dos motores elétricos, mas também o desenvolvimento de sistemas mais eficientes, sustentáveis e alinhados às demandas energéticas da sociedade atual.

Situação-problema:

Imagine que você foi contratado(a) como engenheiro(a) ou professor(a) de Física aplicado(a) à tecnologia para assessorar o desenvolvimento de um sistema de acionamento elétrico destinado a uma pequena esteira industrial utilizada em uma cooperativa de reciclagem. O desafio envolve dimensionar corretamente o motor elétrico, garantindo eficiência energética, segurança e custo reduzido.A esteira deve transportar materiais com massa média de 40 kg, operando de forma contínua por 6 horas diárias. O sistema exige torque suficiente para vencer o atrito mecânico e manter velocidade constante. A fonte de alimentação disponível é uma rede elétrica monofásica de 220 V.

Determine:

a) A força mínima para vencer o atrito

b) O torque do motor

c) A potência mecânica e elétrica do motor.

Dados fornecidosMassa transportada: m=40 kgAlimentação: 220 V (monofásica)Operação contínua: 6 h/diaHipóteses adotadas (padrão industrial/didático)Raio do tambor da esteira: r=0,10 mCoeficiente de atrito equivalente do sistema: $\mu$=0,30Velocidade linear da esteira: v=0,5 m/sGravidade: g=9,8m/s^2

ETAPA 2 - Materiais de referência (ambientação) para o Desafio Profissional

A cooperativa de reciclagem em questão enfrenta dificuldades para modernizar seu processo de triagem de materiais, que ainda depende de equipamentos antigos, com alto consumo de energia e frequentes falhas mecânicas.

Como parte de um projeto de melhoria operacional, decidiu-se implantar uma nova esteira transportadora, capaz de operar de forma contínua ao longo do turno de trabalho, garantindo maior produtividade e segurança aos trabalhadores. No entanto, a escolha inadequada do motor elétrico pode resultar em superaquecimento, desperdício de energia e custos elevados de manutenção, comprometendo a viabilidade do investimento.

Nesse contexto, o profissional responsável pelo projeto precisa dimensionar corretamente o motor elétrico, levando em conta não apenas a carga média transportada e o tempo de operação, mas também os princípios físicos que governam seu funcionamento. A interação entre corrente elétrica e campo magnético no interior do motor é o fator determinante para a geração de torque capaz de vencer o atrito, iniciar o movimento e manter a esteira em velocidade constante. Assim, compreender como a intensidade da corrente, o número de espiras e as características do núcleo magnético influenciam o campo gerado torna-se essencial para garantir desempenho e eficiência.Além disso, a cooperativa dispõe apenas de uma rede elétrica monofásica de 220 V, o que impõe limitações técnicas e exige uma escolha criteriosa do tipo de motor. O desafio não é apenas fazer o sistema funcionar, mas assegurar que ele opere com bom rendimento eletromagnético, minimizando perdas por aquecimento e reduzindo o consumo energético ao longo do tempo. Dessa forma, a situação-problema coloca o profissional diante de uma decisão real de mercado, na qual o domínio dos conceitos de magnetismo e eletromagnetismo é fundamental para transformar conhecimento científico em uma solução tecnológica eficiente, econômica e socialmente responsável.Materiais de apoio:COSTA, Jaison Rodrigo da; HEINIG, Liana Graciela. Magnetismo e eletromagnetismo. Indaial: UNIASSELVI, 2019. 155 p.; il. ISBN 978-85-515-0424-6.MOLINA-SANTANA, Ernesto; ITURRALDE CARRERA, Luis Angel; ÁLVAREZ-ALVARADO, José M.; AVILES, Marcos; RODRÍGUEZ-RESENDIZ, Juvenal. Modeling and control of a permanent magnet DC motor: a case study for a bidirectional conveyor belt's application. Eng, v. 6, n. 3, p. 42, 20 fev. 2025

ETAPA 3 - Levantamento de conceitos teóricos (preencher no Template Padrão Único).

ETAPA 4 - Aplicação dos conceitos teóricos ao Desafio Profissional (preencher no Template Padrão Único).

ETAPA 5 - ETAPA AVALIATIVA - Redação do produto - Memorial Analítico - (preencher no Template Padrão Único e, após a finalização, copiar e colar no campo de resposta a seguir).

Chegou a hora de transformar todo o seu percurso investigativo em um texto claro, bem estruturado e objetivo. Você deverá desenvolver um Memorial Analítico. Este será o produto final do Desafio Profissional, que será avaliado com nota de zero a dez e terá peso três na média final da disciplina de MAGNETISMO E ELETROMAGNETISMO.

Lembre-se: para baixar o Template Padrão Único do Desafio Profissional, clique no link a seguir, e siga o passo a passo: clique em Arquivo > Criar uma cópia > Baixar uma cópia. Você só conseguirá editar o template depois de salvá-lo.Bons estudos!COSTA, Jaison Rodrigo da; HEINIG, Liana Graciela. Magnetismo e eletromagnetismo. Indaial: UNIASSELVI, 2019. 155 p.; il. ISBN 978-85-515-0424-6.LINK TEMPLATE PADRÃO ÚNICO