Início de nova turma

 Iniciamos em 22 de agosto de 2026 nova turma de robótica no projeto Cor Ação.

Catapulta

Aula – Construindo uma Catapulta com Impressão 3D

Nesta aula vamos construir uma mini catapulta utilizando peças impressas em 3D.

O objetivo não é apenas montar o equipamento, mas compreender conceitos de medidas, projeto mecânico, alavancas, energia, ângulo de lançamento e experimentação.

A atividade também permite aplicar uma das ideias mais importantes da engenharia:

medir → desenhar → construir → testar → melhorar

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1. Objetivos da aula

Ao final da atividade, os alunos deverão ser capazes de:

• compreender o funcionamento básico de uma catapulta;

• identificar uma alavanca e seu ponto de apoio;

• utilizar medidas em milímetros e centímetros;

• reconhecer a função de um eixo mecânico;

• observar a transformação de energia potencial em movimento;

• medir a distância percorrida por um objeto;

• comparar diferentes configurações da catapulta;

• registrar resultados de experimentos;

• propor melhorias no projeto.

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2. O que é uma catapulta?

Uma catapulta é um mecanismo utilizado para lançar um objeto utilizando energia armazenada.

Na nossa catapulta, essa energia será armazenada em elásticos.

Quando puxamos o braço da catapulta para trás, os elásticos são esticados.

Nesse momento existe energia armazenada no sistema.

Quando soltamos o braço:

energia armazenada → movimento do braço → movimento do objeto

Esse tipo de energia é chamado de energia potencial elástica.

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3. A catapulta como uma alavanca

O braço da catapulta funciona como uma alavanca.

Uma alavanca possui basicamente:

• um braço;

• um ponto de apoio;

• uma força aplicada.

Na nossa catapulta, o eixo funciona como o ponto de apoio.

Observe:

                       [ bolinha ]
                           O
                           |
                           |
                          /
                         /
                        /
-----------------------●---------
                      eixo
                ponto de apoio

Quando movimentamos uma extremidade do braço, a outra extremidade também se movimenta.

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4. Peças da catapulta

Nossa catapulta será formada pelas seguintes peças:

1. Base

2. Suporte lateral esquerdo

3. Suporte lateral direito

4. Braço da catapulta

5. Recipiente para colocar o objeto

6. Eixo

7. Elásticos

8. Limitador do braço

As principais peças poderão ser produzidas utilizando uma impressora 3D.

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5. Medidas do projeto

Podemos utilizar aproximadamente as seguintes medidas:

Peça	Medida
Base	180 × 80 × 8 mm
Braço	160 × 18 × 8 mm
Altura dos suportes	70 mm
Espessura dos suportes	8 mm
Diâmetro do eixo	6 mm
Diâmetro do recipiente	aproximadamente 35 mm

Antes de desenhar qualquer peça é importante lembrar:

1 cm = 10 mm

Portanto:

18 cm = 180 mm

e

8 cm = 80 mm

A maioria dos programas de modelagem 3D trabalha utilizando milímetros.

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6. Desenhando no Tinkercad

As peças podem ser desenvolvidas no Tinkercad.

Comece pela base.

Crie uma caixa com aproximadamente:

180 mm × 80 mm × 8 mm

Depois desenvolva os dois suportes laterais.

Cada suporte deverá possuir um furo para a passagem do eixo.

O eixo ficará aproximadamente 55 mm acima da base.

O braço deverá possuir um furo alinhado com os furos dos dois suportes.

Quando todas as peças estiverem montadas, teremos aproximadamente:

          BRAÇO
             \
              \
               ●  ← eixo
              / \
             /   \
            |     |
            |     |
      ______|_____|______
             BASE

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7. O eixo

O eixo permite que o braço gire.

Podemos utilizar:

• parafuso M6;

• haste metálica de 6 mm;

• eixo impresso em 3D para testes leves.

Para uma montagem mais resistente, o parafuso ou a haste metálica são melhores opções.

O furo das peças pode ter aproximadamente:

6,4 a 6,5 mm

Isso cria uma pequena folga para que o braço consiga girar.

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8. O recipiente do objeto

Na ponta do braço podemos colocar um pequeno recipiente.

Ele pode ter aproximadamente:

35 mm de diâmetro

Nesse recipiente serão utilizados somente objetos leves, como:

• bolinha de papel;

• pompom;

• pequena bola de espuma.

Não utilize pedras, peças metálicas ou objetos rígidos.

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9. Instalando os elásticos

Os elásticos serão responsáveis por armazenar energia.

Uma extremidade do elástico ficará presa na base e a outra no braço.

Ao puxarmos o braço para trás:

o elástico estica → energia é armazenada

Quando soltamos:

o elástico retorna → o braço acelera → o objeto é lançado

Podemos experimentar diferentes quantidades de elásticos.

Por exemplo:

Experimento A: 1 elástico
Experimento B: 2 elásticos

Depois podemos comparar as distâncias.

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10. O limitador de movimento

É importante instalar um limitador para impedir que o braço continue girando.

O limitador pode ser uma pequena barra instalada entre os suportes.

Ele também pode ajudar a definir o ângulo aproximado de lançamento.

Por exemplo:

30°

45°

60°

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11. Primeiro teste

Coloque uma bolinha de papel no recipiente.

Puxe o braço sempre aproximadamente até a mesma posição.

Solte o braço.

Depois utilize uma fita métrica para medir a distância percorrida.

Anote o resultado.

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12. Experimento: distância do lançamento

Faça três lançamentos utilizando a mesma configuração.

Exemplo:

Teste	Distância
Lançamento 1	132 cm
Lançamento 2	140 cm
Lançamento 3	136 cm

Agora calcule a média:

132 + 140 + 136 = 408

408 ÷ 3 = 136 cm

Portanto, a distância média foi:

136 cm

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13. Experimento com diferentes ângulos

Agora podemos modificar o ângulo de parada do braço.

Faça três testes para cada configuração.

Ângulo	Teste 1	Teste 2	Teste 3	Média
30°
45°
60°

Depois responda:

Qual ângulo produziu o lançamento mais distante?

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14. Experimento com o comprimento do braço

Outra possibilidade é alterar o comprimento do braço.

Podemos fabricar diferentes braços:

• 120 mm

• 140 mm

• 160 mm

• 180 mm

Faça os testes utilizando sempre o mesmo objeto e o mesmo número de elásticos.

Registre os resultados.

Comprimento do braço	Distância média
120 mm
140 mm
160 mm
180 mm

Depois responda:

O comprimento do braço influencia a distância do lançamento?

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15. Desafio de engenharia

Agora vem a parte mais importante.

Cada grupo deverá melhorar a catapulta.

Podem ser modificados:

• comprimento do braço;

• posição do eixo;

• número de elásticos;

• formato do recipiente;

• ângulo do limitador;

• tamanho da base.

Mas existe uma regra:

mude apenas uma variável por vez.

Isso permite descobrir qual alteração realmente modificou o resultado.

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16. Desafio de precisão

Nem sempre o objetivo da engenharia é alcançar a maior distância.

Marque um alvo no chão.

Por exemplo:

ALVO = 150 cm

Cada grupo terá cinco tentativas.

Pontuação:

• dentro de 10 cm do alvo: 3 pontos

• dentro de 20 cm: 2 pontos

• dentro de 30 cm: 1 ponto

O objetivo agora é construir a catapulta mais precisa, e não necessariamente a mais potente.

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17. Perguntas para discussão

1. Para que serve o eixo da catapulta?

2. Onde fica o ponto de apoio da alavanca?

3. De onde vem a energia utilizada para lançar a bolinha?

4. O número de elásticos influencia o lançamento?

5. O comprimento do braço influencia o resultado?

6. O ângulo modifica a distância?

7. Por que devemos realizar vários lançamentos?

8. Por que calculamos a média dos resultados?

9. O que poderia ser melhorado no projeto?

10. Como poderíamos tornar os lançamentos mais repetitivos?

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18. Segurança

Esta catapulta é um modelo educacional.

Utilize apenas objetos muito leves, como:

• papel;

• espuma;

• pompons.

Nunca utilize:

• pedras;

• parafusos;

• porcas;

• esferas metálicas;

• objetos pontiagudos.

Nunca direcione a catapulta para pessoas ou animais.

Os testes devem ser realizados em uma área livre e sob orientação do professor.

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19. O que aprendemos nesta aula?

Durante este projeto trabalhamos vários conhecimentos ao mesmo tempo:

Matemática

• milímetros;

• centímetros;

• medidas;

• ângulos;

• médias.

Física

• energia;

• movimento;

• trajetória;

• alavancas;

• força.

Mecânica

• eixo;

• suporte;

• braço;

• articulação;

• estrutura.

Impressão 3D

• medidas;

• modelagem;

• tolerâncias;

• fabricação de peças.

Engenharia

• construir;

• testar;

• medir;

• identificar problemas;

• modificar;

• testar novamente.

Esse processo pode ser resumido em:

IDEIA → PROJETO → CONSTRUÇÃO → TESTE → ERRO → MELHORIA

Errar durante o desenvolvimento não significa que o projeto fracassou.

Na engenharia, cada teste produz informações que ajudam a construir uma solução melhor.

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Próxima aula

Na próxima etapa podemos desenvolver uma catapulta com regulagem de ângulo, permitindo comparar experimentalmente diferentes configurações e descobrir qual delas apresenta maior alcance e maior precisão.