Catapulta Romana

INTRODUCCIÓN

En este informe, se presentará una Catapulta Romana, las cuales se explicarán las leyes físicas de esta, sus medidas y los materiales a utilizar para realizar su construcción.

La Catapulta es un instrumento militar, utilizado en la antigüedad, para ser más precisos en la Edad Media, para el lanzamiento a distancia de grandes objetos a modo de proyectiles, y más utilizadas en guerras y conflictos de esos tiempos.

Las primeras Catapultas se empleaban para lanzar a distancias extensas, lo que hacía muy difícil su construcción y posterior uso, donde esto obligó a los creadores e ingenieros a trabajar en su forma, peso, tamaño, diseño, materiales y movilidad, ya que eran una de las principales armas que se usaban en los grandes combates.

En nuestro caso nuestra catapulta se basa en el almacenamiento de la energía, ya que al ser liberada, la energía acumulada por el proceso de tensión, libera una cantidad de energía suficiente para así lanzar proyectiles de diferentes tamaños, en nuestro caso que lance una cantidad de 400 gr, a una distancia mayor que la misma catapulta.

DESARROLLO

Diseño de nuestra Catapulta Romana

[pic 2]

Los Principios Físicos De La Catapulta.

En la catapulta se ven los siguientes principios físicos:

• Energía mecánica (Em): Es la suma de la energía cinética y la energía potencial.

• Energía cinética (Ec): Es la energía que posee un cuerpo de masa m por encontrarse en movimiento con cierta velocidad v. La formula de energía cinética anteriormente escrita es para un movimiento rectilíneo uniforme, pero para el movimiento en rotación es: En el caso de un objeto que gira y se desplaza simultáneamente, la energía cinética es la suma de ambas.

• Energía potencial (Ep): Es la energía almacenada en un sistema, o como la medida del trabajo que un sistema puede entregar.

• Centro de masa (CM): Es el punto donde se supone concentrada toda la masa del sistema.

• Momento de inercia (I): Es la magnitud que indica como está distribuida la masa de un sólido respecto del eje de rotación. Está definida como la suma de los productos entre las masas de las partículas que componen un sistema, y el cuadrado de la distancia de cada partícula a un origen cualquiera, común para todas. Representa la inercia de un cuerpo al rotar. Se mide en kg·m² en el SI.

• Velocidad angular: Es una medida de velocidad en rotación, se mide en radianes por segundo.

Se pueden describir de la siguiente forma:

Comenzamos que al final del brazo, se encuentra un proyectil de 500kg, donde se tuerce el brazo de manera que este sea despedido con un ángulo de 45º para así maximizar el alcance. Se Deja el contrapeso libre de caer.

Ampliación de la porción superior del brazo  al momento del lanzamiento. Se ve al ángulo de 45 y como el proyectil sale lanzado. (De una catapulta ideal).[pic 3]

El proceso comienza con el proyectil, el cual se desea arrojar en el suelo en reposo, la energía mecánica (Em), del contrapeso de la masa. Además se puede asumir que el brazo se encuentra unido a la base y al eje. Entonces comienza a disminuir y no es necesario tomarla en cuenta. Al momento del lanzamiento, la energía potencial y el brazo también poseen energía cinética  al momento del lanzamiento. Después del lanzamiento comienza el momento de inercia del brazo con respecto a su centro. Donde la velocidad angular que es para la mismas.

En la cual nosotros se realizo una catapulta romana que normalmente es de torsión, pero en este caso se utilizo el método de tensión. En la cual se diferencia en el mecanismo de tensión de la cuchara o canasta en donde se coloca en objeto a lanzar. Ya que la catapultas por torsión funciona gracias a que almacenan energía al tensar un arco de metal o madera, y la de tensión es tensionar la cuaderna de que engancha la cuchara para así lanzar el proyectil.

Materiales a utilizar:

• 4 Listones de pino                        30 x 30 x 500 mm
• 2 Listones de pino                        20 x 30 x 600 mm
• 2 Listones de pino                        20 x 60 x 600 mm
• 1 Listón de pino                        10 x 30 x 250 mm
• 1 Contrachapado                        6 x 320 x 320 mm
• 1 Varilla de madera                         ∅ 12 x 500     mm
• 1 Varilla de madera                        ∅8 x 200        mm
• 1 Varilla de madera                        ∅6 x 300        mm
• 2 Ruedas de madera                        ∅80 x 20        mm
• 10 Clavos                                 20                    mm
• 3 Tornillos cabeza Semi cilíndrica         2 x 12                     mm
• 2 tornillos cabeza cónica                3 x 30                    mm
• Cuerda de cáñamo                         600                    mm

CONCLUSIÓN

En este trabajo tuvimos que construir una catapulta de la Edad Media, las cuales tuvimos que observar e investigar cómo era la forma más adecuada de llevar a cabo una, donde tuvimos que ver en donde estuvo relacionada con la física, en que se nos hizo una manera entretenida y didáctica de realizarla, y que funcionara de la manera correcta.

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