Catapultas

MANTENIMIENTO A MAQUINARIA PESADA

Materia: Estática y Dinámica

Prof.: Victor Gutiérrez Rocha

Integrantes del equipo

 Vázquez Acosta Enrique Efraín

 Vargas Guerrero Francisco

 Francisco Ortega Gutiérrez

 Hernández Medrano Carlos Alfredo

Nombre del proyecto: Catapulta

“CATAPULTA”

Introducción

El presente proyecto denominado “catapulta”, se presenta para realizar un análisis de carácter demostrativo del tema correspondiente a Tiro parabólico visto en la asignatura de Estática y Dinámica.

Se realizara un modelo de catapulta para analizar el movimiento que realiza el proyectil al ser disparado por tal mecanismo, éste movimiento denominado tiro parabólico depende principalmente de la velocidad que tenga el proyectil al momento de ser expulsado por la catapulta, de esto dependerá la distancia que alcance el dispositivo.

Objetivo

• Representar el tiro parabólico mediante un mecanismo (catapulta).

• Representar gráficamente la trayectoria de un proyectil

• Analizar las variables que intervienen en el movimiento de tiro parabólico.

• Aplicación práctica de la Estática y Dinámica.

Planteamiento del problema

Determinar el análisis apropiado del mecanismo que hace posible la representación de un tiró parabólico de manera gráfica y matemática.

Metodología

• Identificación de un mecanismo que genere el movimiento de tiro parabólico.

• Construcción del mecanismo que represente el movimiento descrito.

• Análisis del mecanismo con respecto a la geometría del movimiento a analizar.

• Establecimiento de las ecuaciones matemáticas que describen el movimiento de tiro parabólico.

• Resolución de los modelos planteados y compararlos con los obtenidos experimentalmente.

De acuerdo a los resultados obtenidos, establecemos que el tiro parabólico es fácilmente discutible en cuanto a sus representaciones matemáticas, contando así con la habilidad de calcular un buen tiro conociendo principalmente la velocidad de salida y el ángulo de inclinación del proyectil al salir de la catapulta.

Teoría

Se cree que la catapulta (katapeltikon) fue desarrollada alrededor del año 400 a de C. en la Ciudad griega de Siracusa. Durante estos años, la artillería aparece haber sido considerada como arma defensiva. Finalmente aparecen en las manos de un agresor cuando Philip de Macedonia asaltó Perinthus.

La más grande de éstas máquinas era capaz de lanzar 100 libras de piedras a más de trescientas yardas. Estas máquinas fueron extremadamente complicadas en su construcción y debido a su tamaño eran también difíciles de transportar.

Los Romanos crearon el Onagro (Burro salvaje), la máquina de sitio que la mayoría de la gente asocia hoy a la palabra. “Catapulta”. Nombrado así por el golpe que proporciona un asno con la pata trasera cuando es perseguido. El Onagro fue mucho más fácil de construir y de mantener que los palintonos porque era básicamente la mitad de la máquina. El marco del Onagro fue hecho de marcos rectangulares gruesos sostenidos por el apoyo de madera afirmada en la tierra. En cada lado del bastidor fueron hechos dos agujeros a través de los cuales se insertó las madejas de cuerdas (tendones o crin de caballo), que fueron sostenidas en su lugar por una arandela y una contraparte. En el centro las cuerdas del tendón se insertó un solo brazo que terminaba en una cuchara o una honda donde se acomodaba el proyectil, generalmente una piedra. El brazo se movía hacia abajo con una palanca, después se tensaba la madeja girando las arandelas, y se sostenía en su lugar por un trinquete y un gatillo. Cuando era lanzado el brazo se empujaba con la tensión de las cuerdas hacia adelante; hacia un montante apoyado que detenía el brazo y conducía el tiro hacia el blanco previsto.

El Onagro fue una de las catapultas que más variantes tuvieron. Desde el Onagro de 90°, con honda, hasta el Onagro inclinado con ruedas. Pasando por el Mangonel medieval con ruedas y cuchara en lugar de honda.

Clasificación de las catapultas

Hay mucho escrito sobre los nombres con que se conocían a las catapultas, con lo que resulta difícil reconocer el tipo y clasificarlas de esa manera, pues dependiendo del tipo de proyectil que lanzaban, el tamaño, el lugar geográfico, el tiempo, etc. se les llamaba de diferentes maneras.

Para facilitar el reconocimiento de las catapultas las podemos clasificar según su sistema de poder. Así podemos encontrar catapultas que funcionan con la energía suministrada por la tensión, torsión, contrapeso y tracción.

Las catapultas de tensión son las que funcionan gracias a que almacenan su energía, al ser tensado un arco de metal, madera o cuerno y fueron las primeras en hacer su aparición, ya que descienden directamente de los arcos manuales. Algunas catapultas de asalto romanas utilizaban este sistema desde la primera centuria antes de Cristo, con algunas variantes.

Las catapulta de torsión, son aquellas que son accionadas gracias a la fuerza almacenada al "torcer", una madeja de cuerdas, tendones o crin de caballo, según la época de que se trate. Los romanos fueron los perfeccionistas de este tipo de catapulta. Algunos ejemplos de este tipo son: Las ballestas romanas, los Onagros, el escorpión, etc.

La catapulta de contrapeso fue un invento aparentemente reciente; por lo menos eso dicen algunos autores, sin embargo no todos coinciden en ello. Esta catapulta funcionaba a base de un contrapeso, con una masa muy superior al peso del proyectil, en el caso del Trebuchet con una relación que variaba de 80 a 100 veces. La ventaja de este tipo de máquina de guerra, con respecto a las anteriores, es que podía almacenar la energía sin cambios ni fugas. Cosa que las anteriores, no podían ya que con el tiempo iban perdiendo su fuerza y elasticidad, incluso dañarse si no eran disparadas en un corto periodo de tiempo.

La catapulta de tracción fue un invento de los chinos que llamaron hsuan feng, utilizada aproximadamente en el año 200 de nuestra era. Esta catapulta funciona a base del impulso humano y su principio es muy parecido al del Trebuchet; es decir, utilizan la palanca y la honda para aumentar la fuerza de salida del proyectil. Esta catapulta fue sin duda el antepasado del Trebuchet, ya que es natural su evolución.

El Trebuchet (Tripantum) fue una de las armas favoritas en la edad media, se cree que fue un invento de los chinos y que de ahí se extendió a los árabes vía Persia, para posteriormente llegar a Europa donde se desarrolla la versión pesada de contrapeso. Tenía una ventaja con respecto a sus primos contemporáneos, y era que podía lanzar diferentes tipos de proyectiles; desde rocas, animales muertos en descomposición, hasta mensajes, sobre las murallas de las fortificaciones y castillos. Su ingeniería demostraba varios principios físicos básicos y su arquitectura era muy simple y elegante.

Hubo varias versiones del Trebuchet como la "Biffa" o "Couillars", que eran básicamente un trebuchet con dos contrapesos en lugar de uno sólo, y con un solo poste de soporte en medio. Esta máquina fue más eficiente que el Trebuchet normal, y compitió con la artillería de pólvora por mucho tiempo. La palabra "Couillars", significa "testículos" en el viejo francés.

El Mangonneau fue un arma de asedio, muy parecida al Trebuchet, con la diferencia que el contrapeso, estaba fijo; es decir, no colgaba de un pivote como lo hace en el Trebuchet, además necesitaba la fuerza de varios hombres para incrementar el empuje de dicho contrapeso. También se le conoce como Trebuchet de tracción.

Otra máquina de tracción similar al Trebuchet fue la "Bricol", que básicamente era un Mangonneau, más pequeño, que podía manejarse con menos hombres.

En la edad media aparecieron muchas máquinas de guerra y asedio, con características y nombres realmente variados. Algunas quedaron sólo como proyectos y no llegaron a fabricarse realmente (Como algunos modelos de Leonardo Da Vinci).

Uso de la catapulta

Puesto que las paredes eran una de las formas más insuperables de defensa que una ciudad podía tener, parece lógico que éstas fueran su principal blanco. Las catapultas también se han utilizado directamente contra tropas, y como es de esperarse, se montaron también en naves de guerra.

Las catapultas tales como la Ballesta fueron pensadas para el uso directo contra tropas, con arcos muy grandes que podían perforar un escudo y todavía tener bastante energía para hacer daño al portador del escudo. Las catapultas alcanzaron su pico de desarrollo alrededor del año 200 a. de C., cuando eran entendidas bastante bien para tener fórmulas matemáticas

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