RELATÓRIO DA CATAPULTA - 1ª PARTE

Objetivo do Trabalho: O trabalho feito no 3º trimestre foi a montagem de uma catapulta com o intuito de acertar um alvo que ficaria de 4 a 5 metros do local de lançamento. Levando em conta o objetivo de acertar o alvo, foram feitas mudanças na catapulta e testes para que chegássemos a esse objetivo. Com esse trabalho, aprendemos a montar a catapulta e aplicar forças físicas na mesma.

Descrever os Materiais Utilizados na construção da catapulta. (Todos os Materiais) · Duas tábuas de madeira com as medidas: 39 cm de comprimento; 6 cm de largura; 2 cm de espessura. Essas madeiras foram usadas para a base da catapulta, sendo ela a que ficará apoiada no chão. o Foram feitos alguns furos para o encaixe das madeiras, nas seguintes posições: 12 cm da parte inferior das tábuas, 20 cm da parte inferior das tábuas, 31 cm da parte inferior das tábuas.             · Duas tábuas de madeira com as medidas: 23 cm de comprimento; 3 cm de largura; 2 cm de espessura. Essas madeiras foram usadas para a haste verticais da catapulta. o  Foram feitos dois furos nessa tábua: O primeiro foi com 3 cm da parte inferior; o segundo foi feito na base superior da tábua para a colocação da Madeira 05. · Uma tábua de madeira com as medidas: 29 cm de comprimento; 4 cm de largura; 2 cm de espessura. Essa tábua se encaixará nas duas hastes verticais as catapulta e servirá de local de impacto para a haste que faz o lançamento. o  Foram feitos dois furos nessa tábua: O primeiro foi feito com 4 cm da parte inferior da tábua, o segundo foi feito com 4 cm da parte superior da tábua.    · Uma tábua de madeira com as medidas: 25 cm de comprimento, 4 cm de largura, 2 cm de espessura. Essa tábua servirá de encaixe para as duas bases (Madeiras 01 e 02) para deixá-las mais firmes. o  Foram feitos dois furos: Um em cada base da tábua para colocá-la juntamente às Madeiras 01 e 02. · Uma pequena tábua de madeira com as medidas: 30 cm de comprimento; 1,5 cm de largura; 1,5 cm de espessura. Essa pequena haste, junto à outra ferramenta (Parte 09), formará a haste responsável pelo lançamento da bolinha. o  Foram feitos dois furos nessa tábua: O primeiro com 2 cm da parte inferior da tábua (para a colocação da parte 08), o segundo com 2cm da parte superior da tábua(para a colocação da ferramenta que será responsável pelo lançamento, Parte 09).    · Uma parte de um cabo de vassoura com as seguintes medidas: 22 cm de comprimento; 2,3 cm de largura. Foi o mecanismo responsável por fazer a haste do lançamento se mover, para o movimento de lançamento da bolinha. o Foram feitos dois furos nas duas bases desta parte e foram agregados dois pregos, não os colocando totalmente. Um outro furo foi feito na metade do cabo, para a colocação da haste.        · Uma ferramenta usada na cozinha para auxiliar no corte de legumes, alguns pregos e parafusos, e o elástico (garrote) usado para o lançamento.

Descreva em 5 passos a construção da catapulta. 1ºpasso: Furos    · O primeiro a se fazer foram os furos nas tábuas para encaixá-las umas nas outras. As madeiras foram cortadas com um serrote manual, os furos foram feitos por uma furadeira e os encaixes foram por meio dos parafusos e pregos. o  Madeiras 01 e 02: Furos feitos com 12 cm da parte inferior da tábua; 20 cm da parte inferior da tábua; 31 cm da parte inferior da tábua. o   Madeiras 03 e 04: Um furo com 3 cm da parte inferior da tábua e um furo na base superior. o   Madeira 05: Um furo com 4 cm da base inferior da tábua; um furo com 4 cm da base superior da tábua. o   Madeira 06: Um furo na base superior e um furo na base inferior. o   Madeira 07: Um furo com 2 cm da base inferior da tábua e um furo com 2 cm da base superior da tábua. o   Parte 08: Um furo na base inferior do cabo e um furo na base superior do cabo. o   Parte 09: Um furo no centro da ferramenta para agregá-la à haste. 2ºpasso: Encaixe das peças · Com os furos já medidos e feitos, nas madeiras, o próximo passo foi o encaixe das peças para a formação da estrutura da catapulta. o A primeira parte encaixada foi a Parte 08 (cabo de vassoura) nas bases da catapulta (Madeiras 01 e 02) nos furos que estão a 12 cm da parte inferior. Os pregos que não estavam totalmente afundados na Parte 08 servem para uma espécie de rolamento para o movimento da haste que lançará a bolinha. o  Logo após esse encaixe, foi colocada a Madeira 06 junto às Madeiras 01 e 02, nos furos de 31 cm da parte inferior das tábuas, para afirmar as madeiras umas com as outras. o  Agora vêm as Madeiras 03 e 04 para encaixar nos furos que estão a 20 cm da base inferior da tábua. Essas duas madeiras formarão um suporte para a Madeira 05. o  O próximo encaixe é da Madeira 05 com as Madeiras 03 e 04 para formar o local de impacto da haste responsável pelo lançamento da bolinha. Essa madeira foi encaixada nos furos das bases das Madeiras 03 e 04 com pregos para afirmá-la bem ao suporte. o  Deixando a estrutura um pouco de lado, a haste foi o próximo elemento a ser montado. A Madeira 07, com seu furo a 2 cm da base inferior, foi agregada à Madeira 08, com seu furo a 11cm (metade da madeira). A parte 09 (ferramenta de cozinha) foi colocada na base superior da haste, com um furo trespassando a ferramenta e a haste, conforme a figura a seguir: o  Logo após esses passos a catapulta já teve sua estrutura montada e já pronta, sendo possível ver o resultado final da obra.    3ºpasso: Retiro de superfícies pontiagudas · Como as madeiras foram cortadas com um serrote manual, sobraram algumas superfícies pontiagudas e algumas farpas da madeira. O processo para o retiro dessas superfícies foi lixar as tábuas para tirar totalmente o que pudesse causar acidente em algum membro do grupo. Depois de lixar, inteiramente, a catapulta ficou sem nenhum vestígio de farpas ou algo que pudesse cortar ou machucar. 4ºpasso: O elástico · A catapulta nunca iria funcionar sem algo que pudesse fazer a haste se jogar contra o suporte para o lançamento da bolinha. Assim, a fixação do elástico tinha que ser firme para não soltar em hipótese alguma na competição. O elástico de 50 cm de comprimento foi trespassado por trás da haste e preso junto à Madeira 05 com um barbante que foi colocado firmemente para que o pior não acontecesse. 5ºpasso: O barbante · Foi notado que a catapulta, após todo esse processo de montagem, não estava muito firme, ou seja, as madeiras não estavam muito bem presas. Os tiros saíam todos tortos e sem nenhuma direção. Assim surgiu-se a ideia de, como aconteceu para fixar o elástico no suporte, passar um barbante firmemente em vários pontos da catapulta para deixá-la mais firme, deixando-a um pouco melhor. Esse processo só não a deixou mais firme como também deixou seu tiro bem melhor que os tiros de antes, assim a catapulta estava completa e pronta para a competição.

  

Desenhe a Catapulta e Indique as forças sobre a mesma.

RELATÓRIO DA CATAPULTA - 2ª PARTE

Faça quantos lançamentos achara necessário e indique o resultado de dois deles na tabela abaixo:

Experimento I

Faça um desenho mostrando o lançamento e respectivos pontos medidos. TESTE 1 TESTE 2

Deslocamento 1	4m	Tempo 1	1,67s	Velocidade 1	2,39m/s
Deslocamento 2	5m	Tempo 2	1,78s	Velocidade 2	2,80m/s
Massa da Bolinha	0,05kg	Peso da Bolinha	0,40N	Aceleração da Bolinha	3,72m/s²
Quantidade de Movimento 1	0,11kg.m/s	Quantidade de Movimento 2	0,14kg.m/s	Impulso na Bolinha	0,03kg.m/s

Cálculos dos Deslocamentos:  DESLOCAMENTO 1                  DESLOCAMENTO 2  △S1= S2 - S1                                       △S2= S2 - S1  △S1= 4 - 0                            △S2= 5 - 0  △S1= 4m                              △S2= 5m

Cálculos das Velocidades e Aceleração:  V= △S      V1=   4                     V2=   5         △t              1,68                        1,78                       V1= 2,39M/S            V2= 2,80M/S  A= △V      △v= v2 - v1           △t= t2 - t1       △t       △v= 2,80 - 1,39    △t= 1,78 - 1,67                 △v= 0,41m/s         △t= 0,11                               A= 0,41                                                                              0,11                                         A= 3,72m/s²

  

Cálculos das Quantidades de Movimento.  Q= m.V    Q1= 0,05.2,39             Q2= 0,05.2,80                 Q1= 0,11kg.m/s          Q2= 0,14kg.m/s

Cálculo do Impulso:  I= Q2 - Q1  I= 0,14 - 0,11  I= 0,03kg.m/s

 

Experimento II

Repita o experimento I e indique os resultados na tabela abaixo. Não é necessário indicar o cálculo neste exercício.

Deslocamento 1	3m	Tempo 1	1,11s	Velocidade 1	2,70 m/s
Deslocamento 2	5m	Tempo 2	1,75s	Velocidade 2	2,85 m/s
Massa da Bolinha	0,05Kg	Peso da Bolinha	0,40N	Aceleração da Bolinha	3,26 m/s²
Quantidade de Movimento 1	0,135Kg.m/s	Quantidade de Movimento 2	0,142Kg.m/s	Impulso na Bolinha	0,007Kg.m/s

RELATÓRIO DA CATAPULTA - 3ª PARTE

Responda cada questão colocada abaixo:

Qual a maior dificuldade do grupo para a construção da catapulta? Justifique. O grupo teve dificuldade em diferentes casos no trabalho, como na construção da catapulta e nas metas a serem cumpridas. Na construção o grupo teve dificuldade em montar uma catapulta que tivesse uma madeira que fosse resistente aos tiros feitos. No lugar onde colocaríamos o elástico e no melhor ângulo para lançar a bolinha. E em relação as provas mínimas, o grupo encontrou dificuldade para achar um ângulo no qual fizesse o tiro da bolinha atingir de 4 a 5 metros. E achar ângulos para dar diferentes tipos de tiros (para frente – cumprir prova mínima/curvado – acertar a cestinha).

  

Comente os Resultados encontrados nos dois experimentos. Os resultados encontrados nos testes realizados foram bons em relação a prova mínima, que era de 4 à 5 metros, uma vez que o grupo conseguiu atingir esse resultado. Com alterações nos ângulos de modos de lançamento o grupo conseguiu alcançar a melhor forma de lançar a bolinha de tênis e cumprir o trabalho. O segundo experimento teve melhor resultado pois, ao observar o primeiro teste, tivemos a oportunidade de melhorar o lançamento para alcançar a meta de melhor forma.

Indique o ângulo de Lançamento, explique como você encontrou este valor. O ângulo de lançamento foi de 35º, medido através de um transferidor. Percebemos através de testes que, quanto menor o ângulo formado na catapulta, e quanto mais esticado o elástico para o lançamento, mais rápido e mais longe a bolinha era lançada. E no ângulo de 35º que conseguimos alcançar a prova mínima de 5 metros.

Conclusão Final. CONCLUSÃO TÉCNICA: O trabalho do 3º trimestre mais uma vez foi cumprido uma vez que o grupo conseguiu construir a catapulta, realizar testes, obter bons resultados e cumprir a prova mínima. A catapulta foi feita de madeira e teve as medidas de acordo com o que era pedido. O grupo não teve um bom desempenho na competição, mas ao alcançar a prova mínima, tivemos um trabalho cumprido. CONCLUSÃO PESSOAL: O grupo teve um ótimo desempenho em relação ao trabalho em grupo e a cumplicidade, por isso o bom resultado em relação a construção e aos testes da catapulta. Ambos do grupo participaram da competição no 3º trimestre, e com isso aprendemos bastante para que ano que vem possamos ter um desempenho melhor nas competições.

Tipos de energia

ENERGIA HIDRELÉTRICA 

Energia proveniente da força da água, isto é, uma grande quantidade de água que atinge as turbinas, de altura elevada, fazendo com que o gerador elétrico seja acionado, proporcionando energia elétrica a toda população próxima à usina hidrelétrica. Porém, a grande necessidade de energia consequentemente leva ao aumento de usinas hidrelétricas, e para sua construção é preciso inundar grandes áreas de terra, o que altera todo o ecossistema existente ali, animais sendo deslocados de seu habitat, toda espécia de planta sendo destruída, podendo ainda, dependendo da formação terrestre, causa alagamento e o deslocamento da população residente dos ribeiros. Com isto, a outra opção de usina hidrelétrica, a fio d’água que produz energia sem necessitar de grandes reservatórios de água.

A energia hidrelétrica é uma das mais antigas e também mais utilizadas, principalmente no Brasil, que possui grandes mananciais de água, tornando mais favorável este recurso, mas com escassez de chuva e a alta temperatura, isso está se tornando preocupante, até mesmo para o Brasil.

ENERGIA EÓLICA 

Deu inicio nos anos 70, devido a falta do petróleo, gerada pela força do vento, grandes aero-geradores conectados à turbinas ao serem atingidos pelo vento acionam o gerador elétrico produzindo energia elétrica. A energia eólica é de fonte renovável, além de abundante e limpa, ou seja, não polui o meio ambiente.

No Brasil a utilização da energia eólica chega 143.000 megawatts, tendo como grandes potenciais promissores os estados do Ceará e Rio Grande do Norte, com destaque para as Usinas do Camelinho (1MW, em MG), de Mucuripe (1,2MW) e da Prainha (10MW) no Ceará, e a de Fernando de Noronha em Pernambuco.

È bom saber que para que o processo de produção de energia eólica ocorra, é indispensável locais em que a velocidade média anual dos ventos seja superior a 3,6 m/s, contudo não se pode esquecer dos custos bem mais elevados, a boa notícia é que em abril de 2002 o governo federal criou, pela Lei no 10.438, o Programa de Incentivos às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (Proinfa), tendo como objetivo principal ampliar a utilização da fonte eólica, da biomassa e PCH (Pequenas Centrais Hidrelétricas), fazendo com que se tenham energia elétrica e o meio ambiente sem danos.

ENERGIA NUCLEAR

A energia nuclear se produz a partir de uma reação denominada fissão, a fissão segundo o Dicionário Priberan da Língua Portuguesa, é para a física nuclear a divisão de um núcleo de átomo pesado (urânio,plutônio, etc.) em dois ou vários fragmentos, determinada por um bombardeamento de neutrões, e que liberta uma enorme quantidade de energia e vários neutrões. E é a partir da fissão do núcleo de um átomo que bombardeia uns contra os  outros ocasionando o rompimento do núcleos e gerando grandes quantidades de energia.

As usinas nucleares, apesar de ser mais uma opção de gerar energia elétrica, também provocam acidentes graves no ecossistema, assim como ocorreu nas usinas de Three Miles Island, nos EUA, em 1979, e Chernobyl, na Ucrânia, em 1986, pois a extração do núcleos dos átomos ocorre a liberação de dejetos radioativos que altera a genética, provoca o câncer, além de danificar de modo incalculável o meio ambiente.

Só no Brasil existem duas usinas nucleares em funcionamento, (Angra 1 e 2), no município de Angra dos Reis, RJ.

ENERGIA SOLAR

O Sol é em si grande produtor de calor e potência, proporcionadas pela radiação eletromagnética que ele libera, assim o Sol através de processos distintos é responsável pela geração de dois tipos de energia elétrica, a energia térmica e a energia fotovoltaica, entendamos como funciona cada processo e como cada uma é utilizada.

A energia térmica é gerada a partir de coletores solares que ao captar a energia provinda do Sol transfere à água, utilizada geralmente em chuveiros elétricos, pois a água é totalmente aquecida quando recebe a energia térmica. Já a energia fotovoltaica, possui duas possíveis formas de ser coletadas, seja por lâminas ou por painéis conhecidos por painéis fotovoltaicos, tanto um como o outro são compostos de um material que possui capacidade de capturar a radiação liberada pelo sol e produzir energia elétrica. A energia fotovoltaica possui mais um fator interessante, ela poder ser utilizada diretamente ou então pode ser abrigada em baterias para ser utilizada quando não houver sol.

A grande vantagem da energia provinda do sol, térmica ou fotovoltaica, é que é uma energia limpa, isto é, não ocasiona a poluição, alem de dispensar a utilização da turbinas e geradores, no entanto, o custo para a realização desses processos ainda encontram-se elevados.

ENERGIA TERMELÉTRICA 

Conhecida também por calorífica, esta energia é resultante da combustão de materiais de fontes não renováveis, por exemplo, carvão, petróleo e gás natural, e também outros de fontes renováveis como a lenha, o bagaço de cana, etc. A energia termelétrica pode ser utilizada tanto como energia mecânica como também por eletricidade.

Depois de conhecer os tipos de energia elétrica que temos como opção, nos dê sua opinião sobre qual delas poderia ser muito útil a nós e não causaria tantos danos ao meio ambiente.

ENERGIA QUÍMICA

Aquí se encontram a energia da combustão, a energia de células fotoelétricas e fotovoltaicas, as energias oriundas das reações químicas.

Referência:

1. http://www.educacao.cc/ambiental/tipos-de-energias-hidreletrica-eolica-nuclear-solar-termica-etc/ 
2. http://www.idec.org.br/biblioteca/mcs_energia.pdf
3. http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/fontes-alternativas-de-energia/fontes-alternativas-de-energia.php

Energia

Não existe uma definição do que é energia, mas sabemos que a sua existência possibilita a execução de trabalho. 

A energia é um conceito de vasta aplicação em física. É uma grandeza física que tradicionalmente se define como a capacidade de corpos e sistemas para realizar um trabalho. A energia pode adotar diversas formas, podendo transformar-se de uma noutra forma (conversão de energia), embora não se crie nem se destrua (princípio da conservação da energia). Ao falar de energia é de extrema importância ressaltar o Princípio de Conservação da Energia. Princípio este que, segundo Lavoisier, diz: “Na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma”.

Algumas das unidades mais utilizadas são o Joule   (unidade do Sistema Internacional), o eletrão-volt (ev), o quilowatt-hora (kWh) e a caloria (cal).

A energia é classificada em duas formas fundamentais: energia potencial, que é a energia armazenada num corpo ou num sistema em consequência da sua posição, forma ou estado (esta forma de energia inclui energia potencial gravítica, energia elétrica, energia nuclear e energia química). E energia cinética que é a energia do movimento, e é usualmente definida como trabalho que será realizado sobre um corpo que possui energia, quando ele é levado ao repouso.

Os primeiros a definir a noção de energia foram o físico inglês James Prescott Joule (1818-1889) e o físico francês Nicolas Leonard Sadi Carnot (1796-1832) em relação à conversão do calor em energia mecânica, e vice-versa. Até meados do século XIX, o físico e matemático britânico William Thomson (1824-1904) e o físico alemão Rudolf Julius Clausius (1822-1888) provaram a diminuição da capacidade de realização de um trabalho por parte de um sistema isolado (degradação de energia). A formulação da teoria dos quanta deenergia, descoberta pelo físico alemão Max Planck (1858-1947) em 1900, para além de considerar que a energia possui uma natureza corpuscular e descontínua, permitiu abrir o caminho para a explicação de efeitos tais como o fotoelétrico e possibilitar o nascimento da teoria quântica da radiação. 

Finalmente, o físico alemão Albert Einstein (1879-1955) em 1905, ao demonstrar a equivalência entre massa e energia, constituiu a base dos processos nucleares. A teoria da relatividade de Einstein relaciona a energia E com amassa m através da equação: E = mc2, em que c é a velocidade da luz.

  

Referência: 

1. http://www.brasilescola.com/fisica/trabalho.htm 

2. http://www.infopedia.pt/$energia-(fisica)

Tipos de Catapulta

Catapultas podem ser classificadas de acordo com o conceito físico usado para guardar e liberar a energia requerida para arremessar. As primeiras catapultas eram de tensão, desenvolvidas no início do século IV a.C.na Grécia. Um membro sob tensão propele o braço lançador, muito parecido com uma besta gigante. Subsequentemente, catapultas de torção foram desenvolvidas, como a manganela, o onagro e a balista, a mais sofisticada catapulta.

Trebuchet 

Se olharmos para a história de catapultas, descobrimos que o trebuchet é a mais antiga entre as armas de cerco e também a mais poderosa e eficaz. Acredita-se que foram inventados no Oriente Médio ou a China, que veio a ser uma parte da guerra na Europa durante os tempos medievais e era conhecido na Inglaterra como "ingenium". O francês teve um gosto especial para o trabuco e manteve-se uma parte do seu equipamento militar por anos. Historiadores acreditam que o trebuchet continuou a ser usado pelos europeus, mesmo depois de pólvora foi inventado. 

O trebuchet é diferente de outros tipos de catapultas para o facto de que, enquanto a maioria em catapultas, a força necessária para lançar o objecto é gerada pela tensão na corda ou corda, um trebuchet usa um contrapeso de grande massa que é instrumental na projeção do objecto ligado à extremidade oposta.

Os trabucos foram usados ​​para lançar uma gama de objectos, desde pedras, postes de armas de metal e bolas de fogo aos cadáveres, mesmo animais e humanos, através das paredes de castelos. Os trabucos em uso durante os tempos medievais variaram na faixa de tamanho, de arremesso e precisão. Um trebuchet único pode ser utilizado para arremessar milhares de pedras por dia. Costumava haver dois tipos de trabucos, tinha pessoas alimentando-os e eram conhecidas como trabucos de tração e pedras a outro tipo utilizados como contrapeso e eram conhecidas como trabucos contrapeso. 

 

Ballista 

O ballista foi inventada pelos gregos no século 8 a.C. e foi semelhante à besta moderna na aparência. A arma cerco segunda mais antiga na história, o nome é derivado dos Balistes palavra grega que significa "jogar". Foi utilizado para disparar flechas e outros objetos afiados e também foi chamado a máquina dardo de arremesso. A balista era imóvel e teve que ser construído no local da guerra. 

O ballista funciona segundo o princípio da catapulta onde a tensão de uma corda entrançada é usado para jogar pedras enormes a velocidades elevadas ao longo de uma trajetória plana. Diz-se que uma das principais razões os romanos foram tão bem sucedidos na construção de tal império tão grande é que eles usaram a balista para destruir muros de fortalezas e cidades inimigas, em segundos. A balista era um dos instrumentos mais precisos de cerco da era medieval, mas sua desvantagem era seu curto alcance. 

O ballista foi modificado para formar a springald, uma arma que funcionou no mesmo princípio como um ballista. A única diferença foi que o springald tinha um trampolim verticais fixadas na sua extremidade inferior e foi concebido para uso em espaços compactos. 

    

Mangonel 

O crédito pela invenção do mangonel vai para os romanos, que projetou a arma por volta de 400 a.C. porque eles queriam algo que pode causar destruição semelhante ao ballista grego e ainda era menor e móvel. O mangonel palavra é derivada do manganon palavra grega que significa "motor de guerra". Inicialmente, o mangonel tinha uma funda no qual o projéctil foi colocado mas mais tarde, a funda foi substituído por um braço de madeira. 

Entre os três tipos de catapultas, o intervalo do mangonel é a mais longa e um tiro objecto utilizando o mangonel pode chegar a uma distância de cerca de 1300 pés. Mesmo que seja maior em tamanho do que o Ballista, o mangonel é pequeno quando comparado com o trebuchet enorme e tem rodas associadas à sua base. Agora, se você está se perguntando onde na mangonel não um lugar, o objeto a ser lançada, então deixe-me dizer-lhe que ele foi mantido na taça vazia que foi esculpida na projeção braço-like. 

Mangonels diferem das ballistas porque, ao contrário do ballistas, o caminho do objecto projetado por estas máquinas é um arco. O mangonel é a arma cerco mortal terceiro da Era Medieval e às vezes também é chamado de Onager. No entanto, o onagro é uma arma de cerco muito menor do que foi projetado nas mesmas linhas como o mangonel. Se você tiver uma olhada nas imagens acima, você verá que o onagro (a imagem à direita) nada mais era que uma versão muito simplificada do mangonel. 

 

Referências: 
1. ↑ "The Catapult: A History", Tracy Rihall, 2007

Catapult. The Compact Edition of the Oxford English Dictionary (1971)

2. http://esperarhojeangulo.blogspot.com.br/2012/08/tipos-de-catapultas.html