COMPORTAMENTO DAS LÂMINAS DE UM ARCO

Como não sabia onde postar, e esse tema interessa principalmente aos que querem construir um arco postarei aqui, caso alguém ache melhor colocar em outra seção sinta-se a vontade.

Saber o comportamento das lâminas durante um tiro faz o construtor avaliar melhor quais materiais deve empregar na construção de seu arco.

Iniciarei a análise pelos Longbows, por serem os primeiros a existir tem a tecnologia mais simples, e por esse fator acho seus usuários os mais completos atiradores, precisam dominar o tiro instintivo e ao mesmo tempo se acostumar com o “choque” que cada disparo lhe transmite ao braço, sem perder a precisão.

Os melhores arcos eram construídos a partir de madeiras que tem uma característica ímpar de suportar grandes tensões de esticamento (tração) nas fibras externas (próximas à casca da árvore) e encurtamento (compressão) nas fibras próximas ao miolo (cerne) da árvore, e era desse modo que faziam bons arcos, com o tempo sabiam exatamente quais árvores davam melhores arcos.

Com o passar do tempo, talvez pela escassez de madeira adequada ou talvez por iniciativa de alguém que parou para pensar no problema, surgiu o arco de lâminas compostas por dois diferentes tipos de madeira, precisavam saber qual lado usariam cada tipo, e a figura que segue nos mostra o que acontece com as lâminas de um Longbow. A FIGURA 1 mostra o caminhamento dos esforços no momento em que o arqueiro solta a corda, parte da energia acumulada pelas lâminas é transmitida pela corda (seta amarela) à flecha (seta verde). Mas nem toda energia acumulada pelas lâminas é utilizada nesse processo, portanto, a energia restante volta-se para o arco (seta vermelha) transmitindo um “choque” na mão do arqueiro, que (junto com a vibração das lâminas) tem que dissipar essa energia restante.

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Figura 1

Fazendo uma análise numa pequena parte da lâmina poderíamos observar o que acontece na sua estrutura olhando o DETALHE 1.

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Fica claro que devemos usar madeiras que suportem grandes trações (como o Bambu por exemplo) na parte que fica voltada para o alvo e uma madeira mais rígida, que possa acumular energia na face voltada para o arqueiro. Após a flecha partir parte da energia fará a lâmina tracionar do lado do ipê, mas esse esforço é pequeno e a madeira tem capacidade de resistir a esse esforço.

Quanto mais comprido é o arco, mais a resultante (seta vermelha) tende a ficar na vertical, diminuindo o choque, é esse o principal motivo desse tipo de arco ser longo.

Com o passar do tempo, alguns perceberam que se mudasse a forma do arco, haveria um choque menor na mão do arqueiro, podendo dessa maneira diminuir o seu comprimento, melhorando em muito seu uso e permitindo resultados melhores, essa nova forma, conhecida como recurvo (os arcos asiáticos usam essa forma de arco a centenas de anos), com as extremidades das lâminas recurvadas, isso é, com curva contrária à curvatura necessária ao acumulo de energia para o tiro.

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Necessitou-se de novos materiais, pois o uso de tendões e outra fibras naturais tinham vida útil muito curta e a popularização desse tipo de arco só aconteceu quando fibras sintéticas começaram a ser utilizadas, garantindo tanto a melhor eficiência no acumulo de energia, quanto à proteção física ao lascamento das fibras da madeira utilizada na parte mais interna da lâmina.

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As tensões ocorridas nas fibras das lâminas durante o acumulo de energia são idênticas ao do Longbow (DETALHE 2). A diferença vem depois; o restante da energia acumulada e não utilizada para lançar a flecha fica praticamente na vertical (seta vermelha na FIGURA 2), diminuindo muito o choque, restando na mão do arqueiro a vibração residual das lâminas para dissipar essa energia. Essa vibração residual resulta numa inversão de esforços na lâmina (DETALHE 2) e impõe a necessidade de termos, próximo às extremidades da lâmina, o uso de fibras em ambas as faces.

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Nos arcos Compostos (FIGURA 3),

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o desenvolvimento de novos materiais, permitiu a adoção de lâminas paralelas, geometricamente isso seria a forma perfeita do arco, pois toda a energia residual do tiro (energia que sobra depois de lançada a flecha) seria transmitida verticalmente ao arco (seta vermelha), e a adoção de materiais resistentes, mas flexíveis, nas lâminas reduz também o choque na mão do arqueiro devido à vibração das lâminas, para a dissipação da energia restante depois de lançada a flecha. Os esforços na lâmina continuam sendo de tração nas fibras externas (DETALHE 4).


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Notem que aí encontra-se o problema de se soltar a corda sem uma flecha, como não há redução de energia devido ao “peso” da flecha toda a energia acumulada volta-se para a lâmina que não é preparada para receber tal esforço, causando muita vibração com conseqüências catastróficas para as mesmas (DETALHE 5).


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Vixi, cgegô me dá um nó na cabeça...
Brincadeira. Belo tópico.

eu não sabia como explicar, se fosse ao vivo era fácil, tentei explicar da maneira mais didática, me desculpem pelos desenhos toscos, mas é o que deu para fazer, mas tirem dúvidas que a gente vai se entendendo

Que é isso amigo, falei dos desenho não, tão de bom tamanho para poder entender.
Eu que não so do meio das tal de engenharia mesmo.

É física pura

um video para em slow motion mostrando as lâminas ne um recurvo na hora do tiro, notem que as CAM "vibram" bastante, mas a vibração das lâminas (mesmo sendo menos perceptíveis) ocorrem com uma energia muito maios

arco tradicional, notem a direção da energia nas lâminas, indo até a empunhadura

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