Artigo Lançador Obliquo

LANÇADOR OBLÍQUO COM ABORDAGEM MULTIDISCIPLINAR

AUTORES

Anderson Oliveira Aguiar – Engenharia de produção – 00236365

Gustavo Gedeon Alves de Jesus – Engenharia mecânica - 00250295

ORIENTADOR

Prof. Fabio Xavier de Melo.

RESUMO

Este artigo tem como finalidade demonstrar a aplicação da física estática em lançadores oblíquos (catapultas). Sua importância dentro do aprendizado no cotidiano de alunos e a forma como é abordado nos dias atuais. Durante o processo de montagem do protótipo, foi utilizado o sistema Matlab, onde foi programado para os objetos serem lançados na mesma direção, sempre alterando os formatos e os pesos. Após algumas melhorias conseguimos encontrar o melhor resultado do lançamento obliquo (QUE FOI? Descrever o que foi encontrado). 

PALAVRAS-CHAVES: Física, protótipo, robótica

ABSTRACT

 This article aims to demonstrate the application of static physics in oblique launchers (catapults). Its importance within the daily learning of students and the way it is approached today. During the process of assembling the prototype, the Matlab system was used, where it was programmed for the objects to be launched in the same direction, always changing formats and weights. After some improvements we were able to find the best result of the oblique launch.

KEYWORD: Physics, prototype, robotics

 INTRODUÇÃO

No ensino de física, a cinemática é a parte do conteúdo estudado em mecânica responsável pelo estudo dos movimentos, quaisquer que sejam as suas causas, visando uma descrição matemática dos modelos observados. O lançamento oblíquo, ou de projétil, é um movimento realizado por um objeto que é lançado na diagonal. Esse tipo de movimento realiza uma trajetória unindo movimentos na vertical (sobe e desce) e na horizontal. Assim, o objeto arremessado forma um ângulo (θ) entre 0° e 90° em relação a horizontal, sendo o ângulo de 45º o de maior alcance.

Na antiguidade, Arquimedes possibilitou o desenvolvimento da geometria e da engenharia construindo a primeira catapulta medieval, onde foi evoluindo até o momento presente. Primeiramente as catapultas eram utilizadas em campos de batalha. Antes do aparecimento da pólvora, seu mecanismo de funcionamento era da seguinte forma: para preparar a catapulta, os soldados esticavam as cordas e giravam o molinete. Como resultado, a corda na raiz do braço torceu e ficou cada vez mais apertada. Os soldados colocavam uma pedra muito grande ou outro objeto no recipiente e soltavam a corda. As cordas ao redor da base são desamarradas ao mesmo tempo, e o braço se move para frente para liberar sua carga. Uma catapulta grande pode lançar pedras a 460 metros de distância.

Na sexta série do ensino fundamental, os alunos são expostos aos conceitos básicos de geometria, linhas e planos. Embora alguns conceitos possam ser abstraídos, os alunos têm algumas dificuldades em ver a aplicabilidade desses conteúdos, fato, que muitas vezes pode ser comprovado pela exibição de conteúdos e métodos de ensino. Nesse caso, o uso de métodos diferentes e diversificados pode proporcionar uma aprendizagem mais importante e dinâmica por meio da apropriação de conceitos. Durante muitos anos física e matemática tem andado lado a lado para um processo de construção do que conhecemos hoje.

LANÇAMENTO OBLIQUO 

Suponha que um corpo é lançado para cima numa direção θ (teta), sendo 0 < θ < 90° com o solo plano (um garoto molhando seu cão por exemplo, ou ainda um garoto chutando uma bola). Tal evento é chamado de lançamento oblíquo (ou movimento balístico). Para estudar esse movimento, procuramos dividi-lo em dois: num movimento horizontal e num vertical.

Como ponto de partida, fazemos a decomposição de sua velocidade inicial (v0), descobrindo as intensidades de suas componentes horizontal (v0x) e vertical (v0y). Observando-se que a aceleração da gravidade local atua na vertical e, portanto, afeta apenas a velocidade vertical, o móvel passa a executar simultaneamente dois movimentos: uniforme na horizontal e uniformemente variado na vertical (típico de um lançamento vertical para cima). 

MOVIMENTO OBLÍQUO DA BOLA DISPARADA

A bola lançada pela catapulta como um objeto pontual com uma velocidade inicial de 0 v. Atire na direção que forma um ângulo θ com o x horizontal. Devido à combinação de dois movimentos simultâneos e independentes: um movimento vertical e um movimento horizontal, a bola pode ser movida. Na direção vertical, há um movimento que muda uniformemente, e sua aceleração é a própria aceleração da gravidade. Na direção horizontal, há um movimento uniforme, porque não se considera o atrito com o ar, a bola não desacelera nessa direção.