As catapultas podem ser classificadas de acordo com o conceito físico usado para
Catapulta – Guião do professor
início do século IV a.C. na Grécia, eram catapultas de tensão. Ou seja, um membro sob
tensão impelia o braço lançador, muito parecido com uma besta gigante.
Subsequentemente foram desenvolvidas as catapultas de torção, como a
“manganela”[5], o “onagro”[5] e a “balista”[3], sendo esta última a mais sofisticada
das catapultas. As duas primeiras (a manganela e o onagro) tinham um braço com uma
estrutura-suporte para o projéctil. A parte debaixo do braço lançador era inserida em
cordas ou fibras que eram torcidas, fornecendo a força necessária para impelir o braço.
Estes dois tipos diferenciavam-se pelo facto de o “onagro” ter um prolongamento da sua haste. A balista, que embora sendo mais complexa, foi inventada primeiro, possuía
dois braços que torciam duas molas paralelas e impulsionavam um único projéctil que
ficava sobre uma barra direccional entre as molas e toda a máquina se apoiava sobre um
eixo universal para flexibilizar a mira.
O último tipo de catapulta a ser inventado – o “trabuco” – usava a gravidade ao invés de tensão ou torção para impelir o braço lançador. Um contra-peso caindo puxava
para baixo a parte inferior do braço e o projéctil era arremessado de um balde preso a
uma corda pendurada no topo do braço. O contra-peso era muito mais pesado do que o
projéctil.
Durante a guerra de trincheiras da Primeira Guerra Mundial, catapultas menores
eram usadas para lançar granadas de mão sobre a terra de ninguém até as trincheiras
inimigas.
Estes são exemplos de catapultas usadas pelo Homem:
Catapulta – Guião do professor
Fig. 3 – A Balista Fig. 4 – O Onagro
A catapulta por nós elaborada (fig. 5), e que vai servir para concretizarmos as
actividades proposta nos GP e GA, é constituída por uma régua, fixa num ponto
(fulcro), representado na figura 5 com a letra O , em torno do qual pode oscilar. A posição do fulcro na régua define o comprimento do braço potente e do braço resistente,
indicado na figura 5 com as letras A e B respectivamente.
NOTA: Das 5 actividades que se seguem, o professor pode optar por realizar só algumas ou, dependendo da sua disponibilidade e regozijo dos alunos, realizá-las na sua totalidade.
Catapulta – Guião do professor
Competências Gerais Competências Específicas Objectivos de Aprendizagem Capacidades Científicas a Desenvolver
Mobilizar saberes culturais, científicos e tecnológicos para compreender a realidade e para abordar situações e problema do dia-a-dia;
Saber situar-se num debate: escolher argumentos, comparar argumentos….
Usar correctamente a língua para comunicar de forma adequada e para estruturar o seu pensamento:
Adoptar estratégias adequadas à resolução de problemas e à tomada de decisões;
Cooperar com os outros em tarefas e projectos comuns; Adoptar metodologias
personalizadas de trabalho de aprendizagem adequadas aos
Desenvolver ideias e propor soluções para a resolução de problemas;
Identificar as relações entre conhecimento científico,
artefactos tecnológicos e as suas contribuições para a sociedade (CTS);
Utilizar processos científicos na realização de actividades experimentais; Participar em actividades de investigação e descoberta (actividades experimentais simples);
Explicar fenómenos com base nas propriedades dos materiais; Reconhecer a existência de
objectos tecnológicos, relacionando-os com a sua
Formular hipóteses; Elaborar conclusões; Realizar observações
directas;
Comparar os resultados obtidos com as previsões; Realizar trabalho
experimental; Extrair conclusões; Realizar uma investigação
seguindo procedimentos próximos dos científicos, usando uma “Carta de Planificação”;
Organizar actividades dentro e fora da sala de aula, utilizando os instrumentos construídos;
Identificar diferentes tipos de alavancas;
Técnicas
Capacidade de medir com instrumentos;
Observação:
Observar e compreender o objecto como um conjunto de componentes ou partes que interagem entre si; Investigação:
Capacidade de realizar a planificação de uma experimentação;
Capacidade de realizar uma experimentação, analisar e interpretar os dados resultantes. Capacidade de identificar uma
questão para investigação; Capacidade de identificar
problemas, elaborar questões, hipóteses, previsões;
Catapulta – Guião do professor
objectivos visados; Realizar tarefas de forma
autónoma responsável e criativa; Desenvolver ideias e propor
soluções para a resolução de problemas;
Usar adequadamente linguagens das diferentes áreas do saber cultural, científico e tecnológico para se expressar.
utilização em actividades económicas
Compreender como funcionam as alavancas; Explorar as propriedades das
alavancas;
Capacidade de elaborar registos – desenhos, tabelas, quadros, relatos; Capacidade de apresentar
oralmente o que pensa, o que realizou, justificar os
procedimentos que seguiu, as conclusões/resultados a que chegou;
Catapulta – Guião do professor
Actividade 1 – Guião do Aluno
“A que distância é projectado o objecto?”
Desenvolvimento
da actividade
(pp.1 a 5 Guião
do Aluno - GA)
Com esta actividade (experimental) do tipo investigativo os alunos podem partir da questão, “A que distância é projectado o
objecto?” (actividades 1 do GA).
Em grande grupo, deverá ser realizada “A carta de planificação” (p. 3 GA).
Nesta fase é importante que o professor apoie os alunos na
definição:
-do que vão medir,
variável dependente - (A distância a que o cilindro é projectado),
- do que vão mudar,
variável independente – O material de que é feito o cilindro
- do que vão manter,
o comprimento do braço resistente, a força exercida no
braço potente, o comprimento do braço potente, a altura do fulcro.
Identificadas as variáveis, em pequeno grupo, os alunos devem: - Preencher a “carta de investigação” do grupo (p.4 GA)
- Registar o que pensam que vai acontecer (e porquê);
- Realizar o ensaio;
Procedimentos sugeridos:
-colocar a catapulta no recreio da escola, longe de vidros,
- colocar o fulcro na posição “O” do braço e no buraco mais alto,
- colocar o cilindro de ferro dentro do cesto ( braço resistente),
- prender o arame maior do braço resistente no fecho que se
encontra do mesmo lado para que este forme um ângulo recto com
o braço,
- prender o braço potente, com o elástico maior, no gancho que se
encontra por baixo obtendo um ângulo recto entre o elástico e o
Catapulta – Guião do professor
- abrir o fecho, soltando o arame;
- medir a distância que o cilindro percorreu, usando uma fita
métrica. (A distância deve ser medida até ao ponto onde cilindro
bateu no chão ).
- faz o mesmo para os outros cilindros,
- Preencher a tabela com os resultados obtidos e fazer o respectivo
gráfico;
- Comunicar à turma os resultados obtidos e compará-los com os
dos restantes grupos;
- Fazer a representação icónica e/ou o relato escrito (de acordo com
a avaliação do professor).
Intenção do
professor
Explorar as ideias prévias dos alunos;
Confrontar as ideias iniciais com os resultados obtidos;
Promover a comunicação oral e escrita da observação realizada; Promover a realização de trabalho experimental investigativo
(cooperativo);
Levar os alunos a verificar, experimentalmente, que mantendo a mesma força exercida no braço potente, objectos feitos de
diferentes materiais vão ser projectados a diferentes distâncias e
identificar as razões que contribuem para isso;
Analisar dados através da construção de gráficos simples. Termos
científicos a
utilizar
Trabalho, esforço, fulcro, comprimento, força
Registo de dados
de observação do
Catapulta – Guião do professor Carta de planificação Vamos mudar Vamos medir Vamos manter Material de que são feitos os cilindros Distância a que são projectados os cilindros A força exercida no braço potente O comprimento do braço resistente O comprimento do braço potente A altura do fulcro
Catapulta – Guião do professor
Carta de planificação da investigação
O que vamos mudar
O que vamos medir
O que vamos manter
Materiais a utilizar.
O que pensamos que vai acontecer e porquê?
Material de são feitos os cilindros
A distância a que é projectado o cilindro
a força exercida no braço potente, o comprimento do braço resistente, o comprimento do braço potente, a altura do fulcro.
.
Catapulta – Guião do professor
Como vamos registar?
Tabela que podemos usar.
Tipo de cilindro Distância a que o cilindro é projectado
madeira
plástico
alumínio
ferro
cobre
Catapulta – Guião do professor
Actividade 2 – Guião do Aluno
“ A que distância é projectado o objecto quando se muda a altura do fulcro?”
Desenvolvimento
da actividade
(pp.6 a 9 - GA)
Com esta actividade (experimental) do tipo investigativo podem partir da questão, “ A que distância é projectado o objecto quando
se muda a altura do fulcro?” (actividades 2 do GA).
Em grande grupo, deverá ser realizada:
- A carta de planificação. Nesta fase é importante que o professor
apoie os alunos na definição:
-do que vão medir,
variável dependente – (a distância a que é projectado o
cilindro),
-do que vão mudar,
variável independente – (a altura do fulcro) - do que vão manter
o comprimento do braço resistente, a força exercida no
braço potente, o material de que é feito o cilindro, o comprimento do braço potente;
Identificadas as variáveis, em pequeno grupo, os alunos devem: - Preencher a “carta de investigação” do grupo (p.8 GA);
- Registar o que pensam que vai acontecer (e porquê);
Realizar o ensaio;
Procedimentos sugeridos:
-Colocar a catapulta no recreio da escola, longe de vidros;
- Colocar o fulcro na posição “O” do braço e no buraco mais alto; - Colocar o cilindro de ferro( ou outro à escolha do aluno) dentro
do cesto (braço resistente);
- prender o arame maior do braço resistente no fecho que se
encontra do mesmo lado para que este forme um ângulo recto com
o braço;
- Prender o braço potente, com o elástico maior, no gancho que se
encontra por baixo obtendo um ângulo recto entre o elástico e o
braço;
- abrir o fecho, soltando o arame;
Catapulta – Guião do professor
métrica. (A distância deve ser medida até ao ponto onde cilindro
bateu no chão ).
- Faz o mesmo colocando o fulcro na posição “O”do braço , mas no
ponto mais baixo (aqui usa o elástico e o arame menores);
- Preencher a tabela com os resultados obtidos e fazer o respectivo
gráfico;
- Comunicar à turma os resultados obtidos e compará-los com os
dos restantes grupos;
- Fazer a representação icónica e/ou o relato escrito (de acordo com
a avaliação do professor);
Intenção do
professor
Explorar as ideias prévias dos alunos;
Confrontar as ideias iniciais com os resultados obtidos;
Promover a comunicação oral e escrita da observação realizada; Promover a realização de trabalho experimental investigativo
(cooperativo);
Levar os alunos a verificarem, experimentalmente, que quanto mais alto estiver o fulcro maior é a distância percorrida pelos
objectos
Levar os alunos a verificarem, experimentalmente, que quanto mais alto estiver o fulcro maior é a distância percorrida pelos
objectos
Analisar dados através da construção de gráficos simples. Termos
científicos a
utilizar
Trabalho, esforço, fulcro, comprimento, força
Registo de dados
de observação do
Catapulta – Guião do professor Carta de planificação Vamos mudar Vamos medir Vamos manter O material de que é feito o cilindro A força exercida no braço potente O comprimento do braço resistente A altura do fulcro Distância a que é projectado o cilindro O comprimento do braço potente
Catapulta – Guião do professor
Carta de planificação da investigação
O que vamos mudar
O que vamos medir
O que vamos manter
Materiais a utilizar.
O que pensamos que vai acontecer e porquê? A altura do fulcro
Distância a que é projectado o cilindro
O comprimento do braço potente A força exercida no braço potente O comprimento do braço resistente Material de que é feito o cilindro
Cilindros de: plástico, ou madeira, ou ferro, ou cobre, ou alumínio ( o aluno pode escolher o material com que quer trabalhar), fita métrica, catapulta.
Catapulta – Guião do professor
Como vamos registar?
Tabela que podemos usar.
A altura do fulcro Distância a que o cilindro é projectado Ponto mais alto
Ponto mais baixo
Catapulta – Guião do professor
Actividade 3 – Guião do Aluno
“A que distância é projectado o objecto quando se altera a posição do fulcro?”
Desenvolvimento
da actividade
(pp.10 a 13 -
GA)
Com esta actividade (experimental) do tipo investigativo podem partir da questão, “A que distância é projectado o objecto
quando se altera a posição do fulcro ?” (actividade 3 do GA).
Em grande grupo, deverá ser realizada:
- A carta de planificação. Nesta fase é importante que o professor
apoie os alunos na definição:
-do que vão medir,
variável dependente – (a distância a que o cilindro é
projectado), -do que vão mudar,
variável independente –(a posição do fulcro), -do que vão manter,
(a altura do fulcro, a força exercida no braço potente, o
material de que é feito o cilindro,o comprimento do braço potente, a localização da catapulta);
Identificadas as variáveis, em pequeno grupo, os alunos devem: - Preencher a “carta de investigação” do grupo (p.12 GA)
- Registar o que pensam que vai acontecer (e porquê);
Realizar o ensaio;
Procedimentos sugeridos:
-Colocar a catapulta no recreio da escola, longe de vidros,
- Colocar o fulcro na posição “A” do braço e no buraco mais alto, - Colocar o cilindro de ferro (ou outro à escolha do aluno) dentro
do cesto (braço resistente),
- prender o arame maior do braço resistente no fecho que se
encontra do mesmo lado para que este forme um ângulo recto com
o braço;
- Prender o braço potente, com o elástico maior, no gancho que se
encontra por baixo obtendo um ângulo recto entre o elástico e o
braço;
Catapulta – Guião do professor
- Medir a distância que o cilindro percorreu, usando uma fita
métrica. (A distância deve ser medida até ao ponto onde cilindro
bateu no chão ).
- repete a experiência colocando agora o fulcro no ponto “O” e depois no ponto “B”.
- Preencher a tabela com os resultados obtidos e fazer o respectivo
gráfico;
- Comunicar à turma os resultados obtidos e compará-los com os
dos restantes grupos;
- Fazer a representação icónica e/ou o relato escrito (de acordo com
a avaliação do professor);
Intenção do
professor
Explorar as ideias prévias dos alunos;
Confrontar as ideias iniciais com os resultados obtidos;
Promover a comunicação oral e escrita da observação realizada; Promover a realização de trabalho experimental investigativo
(cooperativo);
Levar os alunos a verificarem, experimentalmente, que quanto maior o braço resistente, maior é a distância percorrida pelo
objecto lançado.
Analisar dados através da construção de gráficos simples. Termos
científicos a
utilizar
Trabalho, esforço, fulcro, comprimento, força
Registo de dados
de observação do
Catapulta – Guião do professor Carta de planificação Vamos mudar Vamos medir Vamos manter A localização da catapulta
A altura do fulcro O material de que é feito o cilindro A posição do fulcro A distância a que o cilindro é projectado A força exercida no braço potente
Catapulta – Guião do professor
Carta de planificação da investigação
O que vamos mudar
O que vamos medir
O que vamos manter
Materiais a utilizar.
O que pensamos que vai acontecer e porquê? A posição do fulcro
A distância a que o cilindro é projectado
A força exercida no braço potente A localização da catapulta
A altura do fulcro
O material de que é feito o cilindro
Catapulta – Guião do professor
Como vamos registar?
Tabela que podemos usar.
A posição do fulcro Distância a que o cilindro é projectado
Posição “A” Posição “B” Posição “O”
Catapulta – Guião do professor
Actividade 4 – Guião do Aluno
“Como podes acertar mais alto na parede?”
Desenvolvimento
da actividade
(pp.18 a 21 -
GA)
Com esta actividade (experimental) do tipo investigativo podem partir da questão, “Como podes acertar mais alto na parede?” (actividades 4 do GA).
Em grande grupo, deverá ser realizada:
- A carta de planificação. Nesta fase é importante que o professor
apoie os alunos na definição:
-do que vão medir
variável dependente – (a altura a que a esponja é
projectada), -do que vão mudar,
variável independente – (a posição do fulcro),
-do que vão manter,
(a altura do fulcro, a força exercida no braço potente, o
material de que são feitas as esponjas, o comprimento do braço potente, o peso da esponja, o tamanho da esponja,a distância entre a catapulta e a “parede);
Identificadas as variáveis, em pequeno grupo, os alunos devem: - Preencher a “carta de investigação” do grupo (p.20 GA);
- Registar o que pensam que vai acontecer (e porquê);
-Realizar o ensaio;
-Procedimentos sugeridos:
-Colocar a catapulta a cinco metros da parede mais alta a escola
(pode-se usar um alvo em papel de cenário, neste caso este deverá
ter pelo menos três metros de altura);
- Encher o recipiente onde vamos molhar a esponja com água ou
tinta;
-Molhar a esponja no recipiente (este deve ter a água necessária
para encharcar a esponja e deve-se usar a mesma quantidade de
água para todas as esponjas) e colocá-la no cesto da catapulta
Catapulta – Guião do professor
esponja);
- Coloca o fulcro no ponto mais alto e o braço na posição “O”; - Prender o braço potente, com o elástico maior, no gancho que se
encontra por baixo obtendo um ângulo recto entre o elástico e o
braço;
- Prender o braço potente, com o elástico maior, no gancho que se
encontra por baixo obtendo um ângulo recto entre o elástico e o
braço;
- abrir o fecho, soltando o arame;
-Mede a altura a que a esponja chegou;
- Procede do mesmo mo do para as posições “A “ e “B “.
- Preencher a tabela com os resultados obtidos e fazer o respectivo
gráfico;
- Comunicar à turma os resultados obtidos e compará-los com os
dos restantes grupos;
- Fazer a representação icónica e/ou o relato escrito (de acordo com
a avaliação do professor);
Intenção do
professor
Explorar as ideias prévias dos alunos;
Confrontar as ideias iniciais com os resultados obtidos;
Promover a comunicação oral e escrita da observação realizada; Promover a realização de trabalho experimental investigativo
(cooperativo);
Levar os alunos a verificarem, experimentalmente, que quanto maior o braço resistente, maior é a altura atingida pelo objecto
lançado.
Analisar dados através da construção de gráficos simples. Termos
científicos a
utilizar
Trabalho, esforço, fulcro, comprimento, força, braço potente, braço resistente
Registo de dados
de observação do
Catapulta – Guião do professor Carta de planificação Vamos mudar Vamos medir Vamos manter
A altura do fulcro A força exercida no braço potente O material de que são feitas as esponjas A posição do fulcro. A altura a que a esponja é projectada
O peso da esponja O tamanho da
esponja A distância da catapulta relativamente ao alvo (parede/papel de cenário) A quantidade de água para encharcar as esponjas.
Catapulta – Guião do professor
Carta de planificação da investigação
O que vamos mudar
O que vamos medir
O que vamos manter
Materiais a utilizar.
O que pensamos que vai acontecer e porquê?
Como vamos registar?
Tabela que podemos usar.
A posição do fulcro.
A altura a que a esponja é projectada
A altura do fulcro
A força exercida no braço potente O material de que são feitas as esponjas O peso da esponja
O tamanho da esponja
A distância da catapulta relativamente ao alvo (parede/papel de cenário)
A quantidade de água para encharcar as esponjas.
Catapulta, esponjas, água ou tinta, recipiente para molhar as esponjas, alvo em papel de cenário ou muro/parede.
Catapulta – Guião do professor
A posição do fulcro Altura em metros a que a esponja toca no alvo
Posição “A” Posição “B” Posição “O”
Catapulta – Guião do professor
Actividade 5– Guião do Aluno
Pesquisa documental
Desenvolvimento
da actividade
(pp.30 - GA)
Esta actividade de tipo pesquisa documental (p.30 GA) pode ser feita na escola, em casa, numa biblioteca pública, Internet… em
pequeno grupo, para que os diferentes grupos consigam
compreender a evolução histórica das catapultas e o seu uso em
contexto social.
Caso disso haja necessidade, o professor poderá dar algumas pistas
em relação à bibliografia ou sites da Internet.
Intenção do
professor
Promover o gosto pela história duma forma contextualizada;
hábitos de pesquisa; o uso de diferentes recursos como
instrumentos complementares do processo de ensino/aprendizagem
individual e ou colectiva; a autonomia na construção do
conhecimento; o espírito crítico; a distinção e selecção do essencial
duma informação.
Termos
científicos a
utilizar
Catapulta, esforço, trabalho, fulcro, comprimento, força, braço
potente, braço resistente
Registo de dados
de observação do