1. Meccanici e movimento:
* Leva: Il braccio di una catapulta funge da leva, amplificando la forza applicata per lanciare il proiettile. Più lungo è il braccio della leva, maggiore è la forza.
* Mozione proiettile: I catapulti lanciano proiettili in un arco parabolico, mostrando i principi di gravità e inerzia. L'angolo di lancio influenza la gamma e la traiettoria del proiettile.
* Trasferimento di energia: L'energia potenziale immagazzinata nel braccio catapulto allungato o attorcigliato viene convertita in energia cinetica quando rilasciato, lanciando il proiettile.
2. Fisica:
* Leggi di movimento di Newton:
* La prima legge di Newton (inerzia): Il proiettile rimane a riposo fino a quando la catapulta applica una forza. Una volta lanciato, continua in moto fino a quando non è stato agito da un'altra forza (come la gravità).
* Seconda legge di Newton (forza e accelerazione): Maggiore è la forza applicata dalla catapulta, maggiore è l'accelerazione del proiettile.
* La terza legge di Newton (Action-Reaction): La catapulta esercita una forza sul proiettile e il proiettile esercita una forza uguale e opposta sulla catapulta.
* Conservazione dell'energia: L'energia totale del sistema (catapulta e proiettile) rimane costante, cambiando solo forme (da potenziale all'energia cinetica).
3. Ingegneria:
* Design &Construction: Le catapulte dimostrano diversi principi di ingegneria:
* Integrità strutturale: La catapulta deve essere costruita per resistere allo stress del lancio di proiettili.
* Selezione materiale: Materiali diversi vengono utilizzati per parti diverse, in base alla loro resistenza, flessibilità e peso.
* Efficienza: Il design della catapulta può essere ottimizzato per massimizzare la gamma e la precisione del proiettile.
Sperimentazione con catapulte:
Costruendo e testando catapulti, puoi esplorare questi principi scientifici in modo divertente e coinvolgente. Puoi indagare:
* In che modo la modifica della lunghezza del braccio, della tensione o dell'angolo di lancio influenza la traiettoria e la distanza del proiettile.
* In che modo diverse masse proiettili influenzano la forza di lancio e la distanza.
* Come costruire una catapulta che sia sia forte che accurata.
Le catapulte sono uno strumento fantastico per insegnare e conoscere la scienza, la tecnologia, l'ingegneria e la matematica (STEM). Offrono un approccio pratico per comprendere i concetti di fisica fondamentali e l'applicazione creativa dei principi ingegneristici.
