CONSTRUCCION DE UNA CATAPULTA

Prototipo de Catapulta “Mangonel Medieval”

Colegio de Bachilleres de Tabasco Plantel 5

Autores

Guadalupe Castañeda García

Claudia Berenice Jiménez Carrillo

Pablo Alejandro de la Cruz Mendoza

Fabián Fuentes Naranjo

Ricardo Alexis Linares Alarcón

ÍNDICE

RESUMEN: 3

PRESENTACIÓN 3

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 4

DESCRIPCIÓN 5

Antecedentes históricos 5

Descripción del prototipo: 6

Materiales empleados para su construcción: 7

Dimensiones: 7

Construcción del prototipo: 7

Realización del experimento: 8

Cálculos realizados para conocer la velocidad inicial: 9

JUSTIFICACIÓN 10

CONCLUSIÓN Y RECOMENDACIONES 11

Anexos 12

RESUMEN:

En el presente proyecto aplicamos conceptos de dinámica con el objetivo de comprender el funcionamiento empírico y teórico de una catapulta, para lo cual se realizó una investigación sobre el origen, funcionamiento y uso de las catapultas, particularmente las de torsión. Posteriormente se construyó un modelo de dimensiones reducidas con el que realizamos una serie de tiros y mediciones de los mismos para después calcular la velocidad inicial del proyectil. Contrastamos las bases teóricas con los resultados experimentales, y complementamos con un video para una mejor comprensión de este tema.

PRESENTACIÓN

Debido a los avances de la ciencia y la tecnología es probable que nos encontremos con fenómenos físicos que ocurran en ámbitos especiales, como puede ser aquellos que toman lugar a mucha distancia de nuestro alcance (espacio exterior) o en lugares de dimensiones reducidas (interior del cuerpo humano). Dado que estamos limitados por nuestros sentidos, en especial la vista, recurrimos a distintas herramientas, tales como microscopios, telescopios, etc., para presenciar dichos fenómenos físicos, y aun así el estudio de los mismos es complicado. Por esta razón, es que utilizamos cámaras de vídeo, que nos permiten analizar estos hechos, sin tener que presenciarlos.

La idea de nuestro experimento es estudiar qué fenómenos se dan lugar en un tiro parabólico efectuado con catapulta, utilizando la cámara de vídeo para capturar las imágenes y luego procesarlas, en la computadora.

La catapulta (Fig. 1) fue la primera máquina militar en la cual se utilizó la fuerza de gravedad y la caída de pesos, para impartir la energía necesaria a un proyectil. Nosotros utilizamos estos principios en el modelo idealizado para demostrar de qué manera podemos obtener tiros a mayor distancia del proyectil.

Los cálculos implican el uso de dinámica básica y lo interesante consta en comparar los datos obtenidos analíticamente con los experimentales.

Figura 1

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Conocer y mediante la práctica aprender cómo encontrar la velocidad inicial de un proyectil lanzado por una catapulta a un ángulo determinado.

Construimos y analizamos un prototipo de catapulta de torsión, con el fin de calcular la velocidad inicial y demostrar a que ángulo debe ser lanzado un proyectil para alcanzar la mayor distancia.

Al lanzar un proyectil con la catapulta, podemos conocer el tiempo que tarda en caer al suelo, la distancia que recorre y el ángulo en el que es lanzado. Así también podemos conocer la velocidad con la que es lanzado y la altura máxima que alcanza.

Para hacer estos cálculos necesitamos:

Prototipo de catapulta

Proyectil

Flexómetro

Transportador

DESCRIPCIÓN

Antecedentes históricos

Una catapulta es un instrumento militar utilizado en la antigüedad para el lanzamiento a distancia de grandes objetos utilizados como proyectiles. Fue inventada probablemente por los griegos y posteriormente mejorada por cartagineses y romanos y muy utilizada en la Edad Media para las batallas.

Fue creada principalmente para derribar murallas enemigas y tomar por asalto los castillos. Las primeras catapultas eran usadas a distancias larguísimas, lo que hacía muy difícil su construcción y posterior uso.

También se conoce a estos aparatos con el nombre latino velopoietica. Los modelos más grandes estaban montados sobre fuertes plataformas de madera; el gatillo o impulsor de este tipo de ballesta se tensaba mediante cuerdas hasta quedar sujeto con un gancho. Otro tipo de catapulta aplicaba el principio de torsión para lanzar piedras u objetos pesados sobre murallas y fosos: unas cuerdas enrolladas con tornos para echar hacia atrás el mecanismo impulsor. También se utilizaban catapultas más pequeñas, que eran portátiles.

En el año 399 a.C. aparece la primera catapulta bajo el patrocinio de Dionysius I, de Siracusa. Era un gran arco, que lanzaba proyectiles gracias a la tensión a la que éste era sometido (Fig. 2).

¡En México también se utilizó la catapulta!

En la conquista de Tenochtitlán, por los españoles se utilizó una catapulta de madera con una honda (no se precisa el tipo, pero es posible que fuera un trebuchet). En el asedio a Tlatelolco, los conquistadores colocan una catapulta en el mercado (de Tlatelolco) para atacar a los mexicas, al parecer no tuvieron mucho éxito, pues el primer tiro cayó atrás de ellos.

Figura 2. Aparece la primera catapulta en el año 399 a.C.

Las catapultas 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 que se trate. Los romanos fueron los perfeccionistas de este tipo de catapulta.

Mangonel

Descendiente directo del Onagro (Burro Salvaje), la versión Medieval de esta Catapulta se le llamó Mangonel. (Fig. 3)

La fuerza de empuje es proporcionada por la torsión de cuerdas roscadas, (originalmente hechas de tendones y crin de caballo en la época de los romanos). Igual que en el caso

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