CATAPULTA FINALIZADA

Depois de tanto tempo de planejamentos, encontros, estudos e dedicação, a catapulta Trebuchet foi finalizada, dentro do que já esperávamos, e, de acordo com o que havíamos pensado com os modelos apresentados nos softwares AutoCad e Sketchup.

Fig. 1: Catapulta pronta

Fig. 2: Catapulta pronta

O projeto alcançou o objetivo de lançar um projétil (bola de golf), o qual foi demonstrado no vídeo e comprovado através do cálculo de alcance máximo. Sendo assim, os cálculos atingiram nossas expectativas, obtendo como resultado exatamente 3,587m nos cálculos e  3,40m no lançamento.

Vídeo da contrução da catapulta

Vídeo do processo de construção da catapulta com o lançamento final:

Clique aqui para assistir o vídeo

Mudanças na catapulta

A figura abaixo (Fig.1) mostra como ficou o modelo final da catapulta.

Fig.1: Modelo final da catapulta

Porém, após orientações do professor, foram realizadas algumas modificações, que serão mostradas nas fig.2,3,4,5,6 abaixo, para uma melhor estabilidade e eficiência no momento do lançamento.

A fig.2 trata da alteração na roldana. Modificamos o lado, antes estava posicionada na parte traseira, agora esta na parte frontal, de forma lateral. 

Fig.2: Alteração na roldana. 

A fig.3 trata da alteração do tamanho do braço, este foi aumentado para maximizar o lançamento e aumentar o alcance.

Fig.3: Alteração no tamanha do braço

Na fig.4, foi feito uma rampa para que a bola percorra por esta, havendo como objetivo aumentar a sua energia ao ser lançada. Na catapulta anterior, a bola não teria por onde percorrer, fazendo com que a energia que esteja na bola, antes de ser lançada, seja menor.

Fig.4: Rampa 

Fig.5: Era necessário fazer uma perfuração na extremidade do braço, para a colocação do cadarço, porem o Theoprax (laboratório de ferramentas) estava fechado, então, com o auxilio de uma serra do laboratório de física, serramos um dos palitos, para então, o cadarço ficar encaixado.

Fig.5: colocação do cadarço

A seguir, o link do vídeo de alguns passos feitos no laboratório para a realização da construção da catapulta. Neste, mostra a utilização de alguns aparelhos do Theoprax, como furadeira, lixadeira  e serra, que foram utilizados para aperfeiçoar algumas peças do projeto e fotos de como foi feito o projeto até o lançamento final.

https://www.youtube.com/watch?v=XS6DBu_4ZlE&feature=youtu.be

Abaixo temos a tabela de custos:

Material:	Quantidade	Preço (R$)
Palitos de churrasco	6 pacotes com 100 unidades	19,00
Tubo de cola de madeira	1 tubo de 250g	10,00
Tubo de cola de madeira	2 tubos de 250g	20,00
Palito de churrasco	4 pacotes de 100 unidades	20,00
Durepoxi	3 caixas com 100g	24,00
Tubo de cola de madeira	1 tubo de 250g	10,00
Total:		103,00

Tabela 1: Tabela de Custos 

Acoplação da roldana

O sistema de roldana foi feito na parte frontal da catapulta. Duas hastes verticais foram coladas na base, com o auxílio do durepox, e de forma centralizada. Em seguida, uma roldana, foi acoplada em uma haste horizontal, com formato hexagonal, em que é utilizada, também, para ligar uma haste vertical á outra. Por fim, lixamos a roldana com uma lima (lixa), para auxiliar na aderência do durepox, este que foi utilizado para fixar o cadarço na superfície plastica da roldana. 

Podendo ser visto nas figuras a seguir:

Fig. 1: A roldana acoplada na base.

       Fig. 2: O cadarço fixado na roldana.

Construção da haste

Como dito na postagem anterior, tivemos o planejamento da base feito a partir de pecas em " quebra-cabeças". A construção da haste não foi diferente, pois mantivemos a mesma ideia, para ocorrer uma prolongação dela até o comprimento ideal para a catapulta. Planejamos a haste para ser de formato hexagonal, para isto tivemos que colar os palitos neste formato, deixando sempre pontas maiores umas que as outras como mostrado na Fig. 01 para ocorrer um prolongamento da mesma.

Fig.01: colocação dos palitos 

Cortamos o inicio da haste como mostrado na Fig. 02. Mantivemos proporcionalidade do peso em toda haste, conciliando com firmeza e estabilidade a partir de palitos colados para reforçar mas sempre mantendo o mesmo formato como mostrado na Fig. 03. Por fim, sua largura vai diminuído a partir da construção como mostrado na Fig. 04 e Fig.05.

Fig.02: corte do inicio da haste 

Fig.03: Reforçamento com palitos mantendo o formato hexagonal 

Fig. 04 e 05: Alongamento da haste 

A extremidade mais grossa da haste foi feito dois furos no braço para realizar o encaixe da anilha invés de ser feito uma caixa para coloca-lá como é mostrado na figura a seguir:

Fig. 6: Encaixe para a anilha.

Planejamento da base

Como foi colocado no post anterior, tivemos que planejar o encaixe das peças da base, as quais decidimos por fim que seria montada por " quebra-cabeças", os quais quando colocados juntos seriam encaixados perfeitamente, como pecas já fabricadas, para adquirir mais estabilidade e firmeza a catapulta, impedindo esta de quebrar no lançamento final do projeto, como mostrado na Fig. 1.

 Para colar a base utilizamos cola de madeira, a qual foi colocada encaixe por encaixe, tendo por fim a utilização do durepoxi. Não tínhamos em mente usar o durepoxi, mas apos estudos e planejamentos, decidimos que a catapulta ficaria mais firme, além de fortalecer toda a base, e seria mais improvável ela se desencaixar, como mostrado na Fig. 2 e 3.

 

Fig.1 : montagem da base a partir das peças de " quebra- cabeças "

Fig. 2 e 3 : base encaixada com cola de madeira e durepoxi 

Encaixando as peças

Como dito no post anterior, o encaixe das peças da base foi um grande planejamento para a equipe sendo necessário varias ideias para que ela encaixasse no fim. Porém foi perceptível que não teria como fazer só a base sem que já subisse a haste vertical para o sustendo da catapulta em si. 

Não foi descartado o planejamento da base, mas ela teve que ser aprimorado para que as peças não surgissem sendo coladas na base, pois por encaixe da mais firmeza na hora que for executada a catapulta.

Para inserir as hastes verticais, as mesmas tiveram que ser feitas como na Fig. 1, com as pontas para fora. Para que encaixasse nas partes da base como na Fig. 2.

Fig. 1: Hastes verticais com a ponta para encaixe

Fig. 2: Bases para que encaixe as hastes

Com essa formação das peças pode-se ver que o encaixe ficaria assim como as figuras a seguir:

Fig. 3: Encaixe da haste vertical

                                                         Fig. 4: Encaixe da haste vertical

                                              

Pré-Seleção dos Palitos

Ao comprar os primeiros sacos de palitos de churrasco foi necessário que houvesse uma pré seleção dos palitos, pois muitos deles vinham com defeitos (Fig.1). A maioria vinha empenado, tortos e algumas vezes quebrados ou estragados. Sendo necessário a seleção para que na hora em que for realizada a colagem os palitos não fiquem muitos espaçado entre si podendo dar algum problema na catapulta.

Ao comparar as figuras a seguir e nitidamente a diferença entre os palitos defeituosos (Fig.1) dos palitos não defeituosos (Fig. 2). 

Fig. 1: Palitos defeituosos                                                                 Fig. 2:Palitos não defeituosos

Um grande problema para a realização do projeto é o aumento do orçamento para realizar a Catapulta, já que aproximadamente 25% dos palitos de cada saco não são utilizados por defeitos, precisando comprar mais palitos para reparar. 

Modelo encaixe da base

Para realizar o encaixe da base foi feito um modelo 3D para que pudesse ser visível a inserção de camadas que será realizada quando for montada a base da catapulta. Ela foi usada para que ao colocar os palitos não tivesse problema na hora de encaixe. Como pode-se notar nas figuras a seguir:

Fig. 1: Base de encaixe (visão isométrica)

Fig. 2: Base de encaixe (visão frontal)

Nas figuras é possível notar um espaçamento entre cada peça que será encaixada, o desenho foi feito com este intuito para que saiba onde elas vão se encaixar. O "vazio" será revestido com outros palitos até que chegue no nível da inserção da próxima peça, ficando com uma base unica. 

A base não terá só uma camada como é mostrado sendo aproximadamente um conjunto dessas bases uma em cima da outra como é  mostrado na figura a seguir.

 Fig. 3: Bases encaixadas com duas camadas.

Modelo Final da Catapulta Trebuchet

Depois de muitos testes e alguns modelos a catapulta final saiu com o formado da figura abaixo:

Fig. 1: Modelo da Catapulta

Ela tem o formato hexagonal com o intuito de dar mais estabilidade para a catapulta fazendo com que ela evite ir junto quando for realizada o lançamento. Para que tenha mais estabilidade, as hastes verticais se distanciam do centro, pois quando for lançado o projetil a tendencia do peso de 1 kg é levar a catapulta para o lado em que o projetil será lançado, então a distância faz com que ele tenha mais estabilidade para que a catapulta não vire junto com o lançamento.

Como é visto na figura a seguir as medidas da catapulta do grupo tem os valores máximos de largura e comprimento (500 mm) e altura de 600 mm. Possui as hastes diagonais com valores de 2/3 e 1/3 da sua altura total. 

Fig. 2: Desenho Técnico da Catapulta (Frontal, Lateral e Superior)

Modelo Catapulta Trebuchet

Modelo 2

Diferente do primeiro modelo, este (Fig. 1) já consta com algumas diferenças. Além de conter as medidas requisitadas para o projeto, ela também está completa quando comparada com o post anterior do modelo. Ainda no software SketchUp para realizar a modelagem 3D.

Fig. 1: Modelo 2 da Catapulta

Este modelo possui uma base hexagonal com 500 mm de largura e de comprimento e altura de 650 mm como é possível visualizar no desenho técnico que foi realizado no AutoCad (Fig.2).

Fig. 2: Desenho Técnico 

Modelo Catapulta Trebuchet

Modelo inicial

De acordo com algumas pesquisas de modelos para a catapulta foi realizado através do software SketchUp um modelo base para que a partir dele consiga aprimorar as ideias para a realização da catapulta final.

Fig. 1: Modelo 1 da Catapulta usando o SketchUp

A ideia da catapulta tem base com um auxilio lateral, tanto na base, como em hastes na diagonal que são ligadas à haste principal (que é a vertical). Pois o formato de triângulos faz com que a catapulta esteja mais estável para o lançamento do projetil.

As medidas do modelo acima não estão adaptadas para os valores pré-requisitos da catapulta:

-Largura e Comprimento  entre 400 e 500 mm

-Altura entre 500 e 700 mm
Sendo necessário reparos quanto as medidas e o termino da catapulta com o braço de lançamento do projetil. 

Projeto Catapulta Trebuchet

Apresentação do projeto

Neste blog será apresentado as etapas do projeto de construção da Catapulta do modelo Trebuchet, criado por Targino Amorim e Rodrigo Carvalho, professores da disciplina de Física A - Prática da instituição do Senai Cimatec. Tendo como objetivo geral projetar e fabricar uma catapulta modelo Trebuchet para que ao lançar um projetil, o mesmo atinja o máximo alcance. Feita com estrutura treliçada utilizando apenas palito de churrasco, cola e polímeros, a catapulta precisa ter a altura entre 500 e 700 mm, largura e comprimento de 400 e 500 mm, podendo adicionar manivelas e polias.

As catapultas surgiram como objetivo de serem utilizadas como armas para batalhas na Antiguidade e na Idade Media. Sendo ela arma decisiva em muitas batalhas, pois não tinha cidade que conseguisse resistir a um ataque persistente.

A catapulta Trebuchet começou a sua fama na época da 3ª Cruzada (1189-1192) quando os cristãs combatiam na Palestina, a partir desse momento ela começou a aparecer por toda a Europa. Ela tinha em media 16 metros de altura e com o braço de 12 metros de extensão. Ela foi criada pelos gregos no reinado de Dionísio I e desenvolvida pelos romanos e medievais.

Fig.1: Catapulta Trebuchet 

A Trebuchet se diferencia dos outros tipos de catapulta pelo fato que ela usa o contrapeso de grande massa para o lançamento do projetil que está na outra extremidade, enquanto as outras catapultas em sua maioria usam a força gerada pelo sistema de tração e tensão nas cordas. Além do seu mecanismo, a Trebuchet pode arremessar milhares de pedras por dia e pedras muito pesadas quando comparada as outras catapultas.

A catapulta Trebuchet será realizada por: Andrezza Vitória Moraes Moreira, Iasmin Bastos Nunes, Leonardo de Assis Sampaio Câmera, Mariana Lomi Carreiro Cesarino Santos e Yasmin Barreto Cordeiro Santana, que cursam Engenharia Civil no Centro Universitário SENAI CIMATEC da disciplina Física A - Prática, com orientação dos professores Dourival Júnior e Targino Amorim.

Integrantes da equipe: Yasmin Barreto, Iasmin Bastos, Leonardo Câmera, Mariana Lomi e Andrezza Moraes.