1. Mecánica y movimiento:
* apalancamiento: El brazo de una catapulta actúa como una palanca, amplificando la fuerza aplicada para lanzar el proyectil. Cuanto más tiempo sea el brazo de palanca, mayor es la fuerza.
* MOVIMIENTO DE PROYECTIL: Catapultos lanzan proyectiles en un arco parabólico, mostrando los principios de gravedad e inercia. El ángulo de lanzamiento afecta el rango y la trayectoria del proyectil.
* Transferencia de energía: La energía potencial almacenada en el brazo de catapulta estirado o retorcido se convierte en energía cinética cuando se libera, lanzando el proyectil.
2. Física:
* Las leyes de movimiento de Newton:
* La primera ley de Newton (inercia): El proyectil permanece en reposo hasta que la catapulta aplica una fuerza. Una vez lanzado, continúa en movimiento hasta que se actúa sobre otra fuerza (como la gravedad).
* La segunda ley de Newton (Fuerza y aceleración): Cuanto mayor es la fuerza aplicada por la catapulta, mayor es la aceleración del proyectil.
* La tercera ley de Newton (reacción de acción): La catapulta ejerce una fuerza sobre el proyectil, y el proyectil ejerce una fuerza igual y opuesta sobre la catapulta.
* Conservación de energía: La energía total del sistema (catapult y proyectil) permanece constante, solo cambia de forma (desde el potencial hasta la energía cinética).
3. Ingeniería:
* Diseño y construcción: Las catapultas demuestran diferentes principios de ingeniería:
* Integridad estructural: La catapulta debe construirse para resistir el estrés de lanzar proyectiles.
* Selección de material: Se utilizan diferentes materiales para diferentes partes, según su resistencia, flexibilidad y peso.
* Eficiencia: El diseño de la catapulta se puede optimizar para maximizar el rango y la precisión del proyectil.
Experimentando con catapultas:
Al construir y probar catapultas, puede explorar estos principios científicos de una manera divertida y atractiva. Puedes investigar:
* Cómo cambiar la longitud del brazo, la tensión o el ángulo de lanzamiento afecta la trayectoria y la distancia del proyectil.
* Cómo las diferentes masas de proyectiles afectan la fuerza y la distancia de lanzamiento.
* Cómo construir una catapulta que sea fuerte y precisa.
Las catapultas son una herramienta fantástica para enseñar y aprender sobre ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM). Ofrecen un enfoque práctico para comprender los conceptos de física fundamental y la aplicación creativa de los principios de ingeniería.
