segunda-feira, 1 de abril de 2013

Projeto Trebuchet

Um pouquinho de história


Na antiguidade, muito antes da pólvora ganhar popularidade nas batalhas a artilharia era baseada na catapulta, uma arma capaz de arremessar grandes projéteis a longas distâncias. Apareceram sob diversas formas e modelos, mas, no geral, contavam com a energia da deformação elástica de cordas torcidas para impelir as pedras e dardos. O onagro (burro) foi uma das maiores catapultas daquela época e recebeu este nome por conta dos “coices” que dava toda vez que fazia um disparo. As cordas torcidas não tinham muita potência e o onagro era, por construção, uma máquina de baixa eficiência (grande parte da energia era desperdiçada nos coices) limitando em muito seu poder de destruição.

Os grandes onagros lançavam em média pedras de 30 kg e, de acordo com relatos históricos, não era uma arma capaz de inflingir muitos danos em muros a uma distância de 160 metros.


A antiguidade acabou, virou coisa antiga e deixou espaço para a Idade Média, com suas máquinas devastadoras. De origem chinesa, a trebuchet é introduzida na Europa pelo leste do Mediterrâneo, entre os povos árabes, ao fim do Século VI. Com as invasões muçulmanas, acaba sendo levada para o resto da Europa e um pouco depois, substitui as antigas catapultas devido ao seu incomparável poder de destruição. No início, a trebuchet era tracionada por força humana, já que era capaz de lançar projéteis três a seis vezes mais pesados que o onagro. Entretanto, durante a Idade Média, os engenheiros medievais fizeram grandes melhorias no sistema de tração, atingindo o maior estágio evolutivo que estas armas já tiveram: as trebuchets tracionadas por um contrapeso pênsil.


O exercício de construção e estudo de uma réplica de trebuchet medieval por alunos não apenas permite o aprendizado a respeito desta fantástica máquina de sítio, como possibilita aos estudantes a realização de um experimento prático alem do funcionamento e a construção de um trebuchet envolve um profundo conhecimento de desenho geométrico, trigonometria e principalmente, física. Muitos fundamentos da mecânica podem ser aplicados na projeção de tais armas, por exemplo:




Lançamento Oblíquo



(presente no cálculo da tragetória do projétil após seu lançamento)


Equilíbrio de corpos extensos


(usado na estrutura da trebuchet, que consiste em uma alavanca que tem seu movimento controlado pelo sistema de peso e contrapeso)


Movimento Circular Uniformemente Variado


(descreve o movimento do projétil após ser impulsionado pelo sistema de alavanca que o dispara)


Transformação e Conservação de energia
(transformação de energia potencial (com o uso e movimento do contrapeso) em energia cinética (movimento do elástico e dos braços da alavanca), resultando em forças derivadas)


Isso tudo porque a trebuchet é uma arma medieval no estilo “catapulta”, constituída por um sistema de alavanca que possui um ponto de apoio, um braço que por sua vez tem um lado mais longo que o outro, um projétil preso a um elástico que se encontra na base do braço maior e um contrapeso ligado ao braço menor. Observe:
Rascunho 3D da trebuchet




Rascunho inicial para construção da Trebuchet




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