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Relatório Canhão de batata
Física
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará (IFCE)
11 pag.
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INSTITUTO FEDERAL DO CEARÁ – IFCE
QUIXADÁ – CEARÁ
DISCIPLINA: FÍSICA I
PROFESSOR(A): MARIA APARECIDA BELÉM FERNANDES TAVARES
RELATÓRIO DE EXPERIMENTO CIENTÍFICO “CANHÃO 
DE BATATAS”
FELIPE CORREIA OLIVEIRA
HELOYSE JHENYFER DIAS LOPES
JOÃO PAULO MARTINS SILVÉRIO
MACGYVER VIANA BEZERRA
MARINA BRITO DE LIMA
Quixadá – CE
06 de maio de 2019
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SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO 
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2. ABORDAGEM TEÓRICA 
4
3. PROJETO “CANHÃO DE BATATAS” 
7
3.1. REFERÊNCIA DE CORES 8
4. MATERIAIS 8
5. PROCEDIMENTOS 9
6. TESTE EXPERIMENTAL 10
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS 11
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1. INTRODUÇÃO
Os processos de ensino e aprendizagem da Física, bem como as dificuldades encontradas 
pelos estudantes na apropriação de ideias, conceitos e procedimentos próprios da disciplina 
têm sido foco de investigações no âmbito da Física.
 Buscando apontar caminhos que possam qualificar o processo de ensino e aprendizagem 
da Física, encontram-se nos Projetos de Trabalho o desenvolvimento não só de conhecimentos 
conceituais físicos, mas também buscam vincular o que se aprende na universidade com as 
preocupações dos alunos referentes às questões fora do ambiente da sala de aula.
 Na competência do trabalho realizado, destaca-se o projeto “Lançamento de Projéteis” o 
qual visou à retomada e desenvolvimento de temas relacionados ao Movimento Retilíneo 
Uniforme e Uniformemente Variado e do Lançamento Oblíquo no contexto de aprofundar 
conhecimentos da Física. Com isso, o presente trabalho apresenta a montagem de um Canhão 
Lançador de Batatas.
2. ABORDAGEM TEÓRICA
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Ao tratarmos do movimento dos projéteis, consideraremos como plana a superfície da Terra. 
Para os fenômenos corri- queiros aqui estudados, essa aproximação é muito boa. 
Consideraremos um sistema cartesiano de tal forma que o eixo x seja paralelo ao solo e o eixo 
y seja ortogonal a ele. (Figura 1)
A situação física que vamos estudar neste momento é a seguinte: um projétil é lançado 
de um ponto num certo instante de tempo (uma bala de canhão, por exemplo). Seja o instante 
de tempo dado por t = t0 e sejam (x0, y0) as coordenadas cartesianas do ponto de lançamento 
do projétil. Figura 1.
Admitamos que ele seja lançado com uma velocidade inicial v0 tal que o 
vetor velocidade inicial seja escrito como:
 
Suponhamos ainda que ele seja lançado a partir de uma altura h. Essa é a 
altura do lançamento.
Assim, o ponto de lançamento do projétil tem coordenadas cartesianas dadas por:
 
Os quatro dados acima, x0, h, v0x, v0y, especificam as condições iniciais do movimento. 
Por meio delas sabemos tudo sobre o início do movimento. 
Muitas vezes, especificamos as condições iniciais do movimento a partir do módulo da 
velocidade inicial v0 e do ângulo θ0 definido como o ângulo formado pelo vetor velocidade 
com a horizontal (eixo x). Esse ângulo é conhecido como ângulo de tiro.
Assim, outra forma de especificar as condições iniciais é utilizar as grandezas (v0, θ0). As 
componentes do vetor velocidade inicial definidas em 10.1 são relacionadas a estas últimas 
por meio das relações:
Veremos, a seguir, que é possível, a partir das condições iniciais, prever a posição do 
projétil a qualquer tempo, bem como sua velocidade.
O problema mais geral do movimento dos projéteis é de determinar a posição e a 
velocidade da partícula em cada instante de tempo, tom tomando como base a hipótese de que 
a força da gravidade é constante. É um problema que pode ser inteiramente resolvido se 
fornecermos os ingredientes fundamentais, a saber, as condições iniciais: as duas coordenadas 
cartesianas da posição inicial e as duas componentes da velocidade inicial. Em particular 
estamos interessados na determinação da altura máxima atingida, o tempo de queda e o 
alcance do projétil na posição horizontal. 
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No mais das vezes, após o lançamento, ocorrem dois acontecimentos importantes. O 
primeiro deles (que ocorre sempre) é a queda do objeto. Seja tqueda = tq o instante no qual 
ocorre o impacto do projétil contra o solo. O tempo de voo (tvoo) é definido como o tempo no 
qual ele esteve viajando. Ele é dado pela diferença entre os instantes de tempo de queda e do 
lançamento:
 
Durante o tempo de percurso - ou tempo de voo -, o projétil percorre uma distância 
horizontal conhecida como alcance.
O segundo acontecimento importante, e que vale a pena destacar, é o fato de que depois 
de decorrido um certo instante de tempo após o lançamento, o projétil atinge uma altura 
máxima ( ymax = hmax), a partir da qual tem início o seu movimento de queda. 
 Figura 2: Altura máxima e o alcance da bala de canhão
Admite-se que a aceleração da gravidade (g) seja constante. Como apontado antes, isso 
vale para alturas máximas atingidas não muito grandes. 
Independente de quais sejam os objetivos, precisamos, primeiramente, determinar as 
equações básicas do movimento que são: 
 
Estas equações horárias são as soluções mais gerais do movimento de uma partícula 
quando sob ação da gravidade, assumindo uma força gravitacional constante. Elas dependem 
das condições iniciais, ou seja, dependem da velocidade e da posição do projétil (ou de uma 
partícula) no instante de tempo inicial t0. São soluções, portanto, dependentes das 
componentes da posição e da velocidade no instante do lançamento: 
 
Assim, os vetores aceleração, velocidade e posição dependem do tempo, de acordo com 
as expressões: 
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https://www.docsity.com/pt/relatorio-canhao-de-batata/4951879/?utm_source=docsity&utm_medium=document&utm_campaign=watermarkAs coordenadas x0 e y0 são as coordenadas iniciais, respectivamente, nos eixos 0x e 0y; 
enquanto v0x e v0y são as componentes horizontal (eixo 0x) e vertical (eixo 0y) da velocidade 
no instante do lançamento. 
A conclusão a que chegamos é a de que, dadas a posição inicial (x0 e y0) e a velocidade 
inicial (v0x e v0y) do projétil, e conhecendo de antemão o valor da aceleração da gravidade g, 
podemos determinar a sua posição e velocidade em qualquer instante t depois do lançamento.
3. PROJETO “CANHÃO DE BATATAS”
Figura A
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O projeto do desenho técnico do canhão de batatas realizado foi planejado e desenvolvido 
pela equipe desse trabalho. Foi utilizando o programa computacional Revit para fazer o 
esboço do canhão (Figura A). 
1 – Pedaço de cano PVC marrom soldável, de 25mm. Serve para fazer o prolongamento 
do registro e como encaixe da batata para o lançamento;
2 – Registro de ¼ de volta. Serve para impedir que o ar passe, havendo assim um maior 
armazenamento de pressão dentro do canhão, e também para liberar o ar no momento de 
lançamento;
3 – Pedaço de cano PVC branco, de 25 mm. Serve para fazer a conexão entre o Registro e 
a redução;
4 – Pedaço de cano PVC marrom soldável, de 25 mm. Serve para fazer a redução do cano 
de 50mm para o de 25mm;
5 – Luva de 50mm (Cano PVC branco). Serve para encaixar a redução (cano de 25mm) ao 
cano de 50mm;
6 – Pedaço de cano de PVC branco, de 50mm. Serve para armazenar o ar bombeado para 
dentro dele, e guarda-lo até o momento de lançamento;
7 – CAP de PVC branco. Serve para tampar o cano de 50mm e impedir do ar ser liberado;
8 – Válvula encaixada no CAP. Serve para entrada de ar dentro do cano.
3.1. REFERÊNCIA DE CORES
A referência do canhão remete ao “Homem de Ferro”, um personagem fictício dos 
quadrinhos publicados pela Marvel Comics. Sua identidade verdadeira é a do empresário e 
bilionário Tony Stark, que usa armaduras de alta tecnologia no combate ao crime. Seu traje 
possui vários aspectos tecnológicos, possui armadura motorizada que lhe dá força sobre-
humana e durabilidade, voo e uma variedade de armas. A armadura é a testemunha da 
genialidade de seu criador Tony Stark. 
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Figura B. Vistas do desenho técnico do canhão de batatas projetado pela equipe.
4. MATERIAIS UTILIZADOS 
• 50cm de cano PVC 50mm;
• 30 cm de cano PVC 25mm;
• CAP 50mm;
• Luva de 50 mm;
• Redutor de 50 mm para 25 mm;
• Registro de um quarto de volta de 25 mm;
• Bico de pneu sem câmara;
• Cola de silicone;
• Cola de PVC;
• Tintas spray nas cores vermelho metálico dourado metálico;
• Folhas de lixas para polimento de 50, 80, 100;
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• Serra de mão.
Figura 3: Materiais utilizados (foto realizada no momento da compra dos materiais)
5. PROCEDIMENTOS
• Os canos de PVC foram cortados (com a serra) e lixados, por dentro e por fora, com 
os tres tipos de lixas para que não houvesse resquicios de poeira ou superficies 
irregulares que atrapalhessem a colagem de um cano em outro cano ou na junção 
posterior;
• Adaptou-se a válvula de ar no CAP 50mm, para que fosse colocado ar dentro do cano 
por meio de uma bomba de encher pneu;
• Adaptou-se o registro de 1/4 de volta na peça que faz a junção do cano de 25mm com 
o resto do canhão;
• As peças foram coladas/fixadas através de cola pvc por dentro e por fora dos canos e 
reduções;
• Foi esperado cerca de 1 hora para a secagem da cola (Figura 4);
• Com o auxílio de um plástico filme pvc, foi feito o isolamento de partes isoladas do 
canhão para fazer a pintura do canhão, nas cores dourado metálico e vermelho 
metálico;
• Esperou-se cerca de 2h para a secagem completa da tinta (Figura 5).
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Figura 4
Figura 5
6. TESTE EXPERIMENTAL
• Presionou a ponta do canhão (cano de 25mm) na batata a ser lançada;
• Com a bomba, bombeou-se ar para dentro do canhão através da válvula de ar (foi dada 
cerca de 10 pressionadas na bomba);
• Colocou-se o canhão em um suporte plano, com ângulo de 45°, numa superfície 
plana, a fim de obter um alcance máximo no arremesso da batata;
• Girou-se o registro de ¼ de volta para descomprimir o ar;
• A batata (projétil) foi lançado com sucesso.
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7. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
O foco do projeto desenvolvido pelo grupo envolveu aspectos relacionados à Física sobre 
o lançamento de projéteis aliada à execução de um projeto manual aplicando os 
conhecimentos teóricos ministrados pela professora Aparecida e com um complemento 
teórico feito através de pesquisas. 
O experimento do Canhão Lançador de Batatas possibilitou, também, que fosse 
compreendido de forma prática assuntos presentes no cotidiano, aproximando os conteúdos 
físicos com situações da vida social, mostrando, assim, que a física não se separa das 
situações em que os alunos estão inseridos. Foi obtido êxito na construção e no lançamento 
dos projéteis estudados, o qual será mostrado na aula de campo no Campus do IF - Quixadá.
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