Catapulta Com Acionamento Elétrico

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Catapulta com acionamento eltrico O Projeto:

Foi construda uma Catapulta de madeira, obedecendo as especificaes estabelecidas. A Catapulta foi submetida a testes de arremeo (sendo a carga, uma bola de tnis convencional), com o objetivo de determinar a distncia e altura mxima de alcanar o objetivo de atingir alvos.

Uma breve histria das catapultas:As catapultas foram criadas pelo matemtico Arquimedes como ferramentas de guerra, e eram usadas para lanar objetos longa distncia, ultrapassando muralhas e fossos. O nome catapulta originalmente do grego designa lanadores de pedras. De acordo com o conceito fsico aplicado para liberar energia (transformam energia potencial elstica em energia cintica) elas podem ser divididas em trs tipos: catapulta de tenso, torso e trabuco, demonstradas respectivamente nas figuras abaixo.

De forma a entender o movimento do projtil (o objeto que atirado pela catapulta), necessrio saber que o projtil se move segundo um arco (parbola), o que torna os clculos um pouco mais complexos, mas no impossveis. Com algumas contas podemos determinar a distncia que o projtil pode atingir, o tempo que ele leva a chegar a esse ponto ou mesmo a altura que ele pode atingir.Para determinar o alcance do projtil (representado na equao por D) basta usar a equao:D = vO2.sen(2/g)(1)Onde vO2 o quadrado da velocidade com que a catapulta lana o projtil, sen uma funo trigonomtrica que podem encontrar numa mquina de calcular cientfica, o ngulo de sada do projtil, isto , o ngulo entre a direo que o projtil leva quando sai da catapulta e a horizontal (o cho) e g a acelerao da gravidade, que a fora que nos prende Terra e que no nos deixa levantar voo quando saltamos e tem o valor de 9,8 m/s2.Por exemplo, se quisermos determinar a altura mxima (h) que o projtil atinge, basta utilizar a expresso:h = vO2.sen2(/(2g))(2)Finalmente, para determinar o tempo que o projtil leva desde o seu lanamento at que atinge o alcance mximo, basta utilizar a equao seguinte:t = (2.vO/g).sen()(3)Devo referir que esta equao vlida quando o ponto de lanamento e o ponto de alcance mximo esto mesma altura. Se o ponto onde o projtil cai um pouco mais baixo, este demora mais umas fraces de segundo, se estiver mais alto, demora menos umas fraes de segundo.Em qualquer um dos clculos, podemos ver que os nicos fatores que influenciam a distncia e a altura alcanadas e o tempo de voo so a velocidade inicial e o ngulo de sada do projtil. Esta constatao pode levar-nos a pensar que o peso (massa) do objeto a ser atirado no tem influencia, o que no completamente verdade, como podemos observar no nosso dia a dia. Conseguimos atirar para mais longe uma pedrinha do que um calhau pesado, mas isso deve-se ao facto de no conseguir-mos aplicar a mesma velocidade inicial no objeto, isto , a catapulta atira a pedra mais pesada com uma velocidade menor que uma pedra mais leve.

Descrio da Composio da Catapulta (Materiais): * Madeira MDF; * Elstico (tipo cirrgico); * Parafusos diversos, Ganchos; * Dobradia; * Recipiente Plstico (para comportar a bola de tnis) * Motor de Passo; * Bateria para acionar o sistema (destravar o lanador). Croqui e Foto do projeto:

FOTOS:

Grandezas Fsicas Envolvidas no Projeto:

Em fsica uma grandeza ou quantidade o conceito que descreve qualitativa e quantitativamente as relaes entre as propriedades observadas no estudo da natureza (no seu sentido mais amplo).Uma grandeza descreve qualitativamente um conceito porque para cada noo diferente pode haver (pelo menos em princpio) uma grandeza diferente e vice-versa.So muitos os exemplos de grandezas, no projeto da catapulta foram observados as seguintes: Inrcia, Trajetria, Energia Cintica, Fora Gravitacional, Fora Elstica.

INRCIA a tendncia que os corpos tm de manter a sua velocidade vetorial constante.TRAJETRIA: o nome dado ao percurso realizado por um determinado corpo no espao, com base em um sistema de coordenadas pr-definido. Ento pode-se definir trajetria como um conjunto de dados sobre a posio e a velocidade de um certo corpo.ENERGIA CINTICA: est associada ao movimento dos corpos. Todo objeto que temmassa e velocidade possui energia cintica. A Ec de um objeto de massa m e velocidade V dada por: Ec = m V2 / 2FORA GRAVITACIONAL: Fora, o agente capaz de mudar o vetor velocidade de um corpo e/ou causar uma deformao no mesmo. O trabalho da fora GRAVITACIONAL no depende da trajetria, ele s depende da variao da altura. t = m g hENERGIA POTENCIAL ELSTICA: a energia associada com o estado de compresso ou distenso de um objeto elstico. Em uma mola de constante elstica (k), submetida a uma elongao (X), dada por: Ee = k X2 / 2.

Problemas e solues no projeto:

Um dos problemas encontrados foi manter a estrutura da catapulta estvel durante os lanamentos, pois toda vez que havia o acionamento eltrico e liberao do lanador, o balano do conjunto interferia na rota do projtil. Para resolver esse problema foram adicionados 2 pequenas trelias ligando a base e o apoio do limitador do lanador, com isso, as interferncias reduziram consideravelmente.

Concluso:

Por meio da execuo do projeto e pesquisas realizadas, foi possvel vivenciar as dificuldades de um trabalho tcnico bem como a necessidade de administrar as atividades da equipe, pois este ltimo elemento certamente uma premissa para o desenvolvimento de qualquer atividade de sucesso, pois atualmente a tecnologia est ao alcance de todos, portanto o grande diferencial so as pessoas.

Grupo de trabalho envolvido no projeto:

Referncias:

http://fisicalivre.org/aoc/Resumos_Fisica/2SR_Dinamica-I.pdf http://www.fisica.net/mecanicaclassica/ http://fisicawatchatcha.blogspot.com/2009/04/catapultas.htmlhttp://divagarciencia.blog.pt/2007/01/03/fisica-das-catapultas/http://pt.wikipedia.org/wiki/Trajet%C3%B3ria