Vamos a ver cómo hacer una catapulta casera de juguete con palitos de helado en el taller de Tecnologías.
Para ello vamos a necesitar los palitos de helado, gomas elásticas y una cuchara con las que fabricaremos un dispositivo divertido y eficaz en el lanzamiento.
Este es un sencillo proyecto, fácil tanto para niños como para adultos interesados en conocer las bases de la tecnología y de la ingeniería en las que se basa este antiguo artefacto. La palanca.
Para comprender su funcionamiento, puedes estudiar los tipos de esfuerzos que soporta la catapulta. Y los fundamentos de un mecanismo simple como es la palanca.
Prepárate para realizar esta sencilla catapulta con palitos de helado en menos de 55 minutos y competir en el aula lanzando pequeños objetos como bolas de papel o de cristal.
¡Manos a la obra!
Cómo hacer la catapulta casera.
Instrucciones: Catapulta de palitos sencilla
Estas catapultas son muy fáciles de hacer, muy divertidas y pueden ser modificadas para experimentar con diferentes modelos.
Tiempo total necesario:
30
Minutes
Precio total:
1
EUR
Herramientas obligatorias:
¿Cosas necesarias?
Pasos para construir la catapulta de palitos:
Coloca cinco palitos de helado apilados juntos. Uno al lado del otro para crear la parte central o cuerpo de la catapulta. Debes darle consistencia colocando una goma en ambos extremos.
Después debes colocar un tercer palito cruzado por la parte de abajo. Este debemos unirlo a la estructura anterior creando una cruz y sujetándolo con una goma.
Ahora has de colocar la cuchara uniéndola por el extremo con el último palito con una goma, de forma que apoye la parte central de la cuchara con la estructura de los 5 palitos. Esto servirá de base para que la cuchara flexione y lance el proyectil.
Coloca el pequeño proyectil sobre la cuchara y tira de ella hacia atrás con el dedo para flexionar la cuchara de plástico y lanzar la catapulta. Para lanzar el proyectil, suelta la cuchara.
Nota: Para conseguir el alcance y la precisión deseados, es posible que tengas que experimentar con la colocación de la cuchara sobre la estructura de palitos. Para optimizarla deberás orientarla adecuadamente.
Observación: Ten cuidado de no apuntar con la catapulta a nadie ni a nada delicado cuando dispares.
Esfuerzos, tipos de esfuerzos y ejemplos prácticos
¿Conoces los 5 tipos de esfuerzos que puede soportar una estructura?
Esfuerzos. Tipos de esfuerzos. Ejemplos
Las estructuras pueden soportar diferentes tipos de esfuerzos, que son las fuerzas que actúan sobre…
Catapulta casera «cañera»
Este modelo es una modificación del anterior, el cual al orientar de forma diferente la base y al cambiar el fulcro de posición permite lanzar los proyectiles a una mayor distancia.
Observa como en este caso, creamos una plataforma triangular que sirve de base para la catapulta. Donde el grupo de palitos de helados (Fulcro) forma parte de una de las aristas del triángulo
En este caso de catapulta casera «cañera» las gomas que unen el fulcro con los dos palitos del triángulo nos sirven para darle más potencia a la catapulta como puedes ver en el vídeo.
Esta catapulta lanza los objetos a una mayor distancia ya que para ello aplica dos tipos de esfuerzos, torsión y flexión.
Pasos para construir la catapulta «cañera»
- Paso 1: Coloca cinco palitos de helado apilados juntos. Uno al lado del otro para crear la parte central o cuerpo de la catapulta. Debes darle consistencia colocando una goma en cada uno de los dos extremos.
- Paso 2: Inserta entre los palitos de helado el palito perpendicular en el centro del fulcro que servirá para colocar la cuchara que permitirá lanzar el proyectil.
- Paso 3: Una vez que ya tienes el fulcro realizado, procede a crear la base triangular uniendo dos palitos a ambos extremos del fulcro con una goma. Une los dos palitos en su otro extremo para crear el triángulo.
- Paso 4: Ahora coloca la cuchara sobre el palito vertical que servirá para lanzar el proyectil.
¿Qué tipo de objetos se lanzan mejor con esta catapulta?
El proyectil ideal es algo con un poco de peso, como por ejemplo bolas de papel de aluminio. Estas catapultas son muy divertidas porque con ellas puedes lanzar cualquier objeto (¡dentro de lo razonable!).
Para hacer proyectiles, utiliza bolas de papel, pequeñas gomas de borrar, o incluso alguna canica que no pese mucho.
Nosotros hemos hecho la prueba con todos ellos ¿Qué proyectil crees que llegará más lejos?
Haz una predicción, y sino en el vídeo puedes ver cómo los hemos utilizado.
Principios básicos de funcionamiento
Esta es una web de Tecnologías, por lo que ya deberías conocer que el principio básico que se esconde detrás de la catapulta, funciona como una palanca.
En la Unidad de Mecanismos puedes ver cómo una palanca consta de un Fulcro o Punto de Apoyo (PA), y en ambos lados tenemos la Resistencia y la Fuerza.
La palanca sirve principalmente para elevar grandes pesos con menor esfuerzo. Consiste en una barra rígida formada por tres partes:
- Punto de apoyo (PA)
- Punto donde se ejerce la fuerza p potencia (F)
- Punto donde se ejerce la resistencia (R)
Para lanzar el proyectil, se empuja el brazo de la palanca (la cuchara de plástico) que apoya sobre el fulcro (palitos de helado).
En este caso nos aprovechamos del esfuerzo de flexión ya que la cuchara de plástico es flexible, lo puedes estudiar en la UD de Estructuras.
Leyes físicas que explican su funcionamiento.
Las leyes del movimiento de Newton nos sirven para explicar el funcionamiento de las palancas.
Hasta que se aplica una fuerza externa, un objeto permanece en reposo.
La energía potencial se crea cuando el brazo de la catapulta lo empujamos hacia abajo aplicando una fuerza.
Al soltar el brazo, el proyectil se lanza al aire, convirtiendo la energía potencial en energía cinética.
A continuación, el proyectil describe un tiro parabólico, y vuelve a descender por efecto de la fuerza de gravedad.
Justificación STEM del proyecto
Hemos decidido realizar este pequeño proyecto como situación de aprendizaje para Tecnologías en primeros cursos de la ESO. Podemos considerarlo un proyecto STEM, teniendo en cuenta las ventajas que nos proporciona la realización de catapultas caseras:
- Materiales sencillos y baratos.
- Rápido de construir y apto para muchas edades.
- Fácil de diferenciar para distintos niveles. Se puede incrementar la complejidad en niveles más altos.
- Los alumnos deben trabajar en grupo.
- Se puede incorporar las matemáticas midiendo la distancia recorrida.
- Se pueden incorporar conocimientos de Física y Química calculando el tiro parabólico, y midiendo el tiempo que el proyectil está en el aire.
- Incorpora el método científico, haz predicciones, construye modelos, comprueba y registra los resultados y saca conclusiones.
La catapulta de Leonardo Da Vinci
Leonardo da Vinci diseñó varios tipos de catapulta, pero la más famosa es la «catapulta de torsión«, también conocida como «catapulta de Leonardo«.
Esta catapulta utiliza la energía almacenada en una cuerda torsionada para lanzar un proyectil. Aprovecha los esfuerzos de flexión y de torsión como puedes estudiar en la UD de Estructuras. El diseño incluye un armazón de madera con una base ancha y un brazo largo que sostiene la cuerda torsionada. El proyectil se coloca en una cesta en el extremo del brazo y se suelta la cuerda torsionada para que se libere la energía y se lance el proyectil.
La catapulta de Leonardo utilizaba dos cuerdas torsionadas, una unida al brazo de la catapulta en un extremo y la otra al armazón en el otro extremo. Las cuerdas se torsionan mediante una manivela para almacenar la energía necesaria para lanzar el proyectil.
Gracias al cilindro central donde se torsionan las cuerdas, se van flexionando poco a poco las dos estructuras laterales.
Cuando se dispara, la cuerda alrededor del cilindro se desenrolla rápidamente debido a que las estructuras laterales vuelven a su posición original. Esto hace que gire rápidamente el brazo de la catapulta lanzando el proyectil.
En general, la catapulta de Leonardo era una mejora significativa sobre las catapultas antiguas. La catapulta de Leonardo era más potente, más precisa y más fácil de recargar que las catapultas antiguas.
