Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Moderne anvendelser af en Catapult

Når man overvejer en katapult, er måske det første billede, der kommer til at tænke på, en gaffelstang, et gummibånd og en sten, der omfatter det tidløse legetøj og værktøj, der kaldes et slangebillede. I løbet af mange århundreder udviklede katapultteknologien sig til noget helt anderledes end et lille håndholdt objekt til at starte rocks.

TL; DR (for længe, ​​ikke læst)

Katapulter udviklede sig fra simple slingshots til belejringsvåben. I dag kan katapulter bruges til at starte fly fra flybærere eller til at demonstrere fysik og matematik til eleverne.

En kort historie om katapulter

Katapulter opstod i det antikke Grækenland omkring 399 f.Kr., ifølge 1. århundrede f.Kr. historiker Diodoros. En katapult fremhævede i Motyas belejring i 397 B.C., for evigt at ændre artilleri krigsførelse. Katapulter udviklede sig fra håndholdte sammensatte bueapparater kaldet gastrapheter og større bue maskiner. Torsion catapults opstod omkring 50 år senere. Bruges til at skyde pile, blev disse katapulter, kaldet euthytoner, lavet af træarme og rammer med fjedre og en udløsermekanisme. Stenkastende katapulter (palintoner) repræsenterede et designskifte. Disse katapulter var meget større og kunne rigges til at skyde enten pile eller sten. Til sidst blev ordet ballista synonymt med palinton-katapulter. Meget større katapulter opstod, især i A.D. 69 under regimet Trajanus, da en stor ballista blev brugt til at rive en fjende linje i Cremona's anden kamp. En-bevæbnede stenprojiceringsmaskiner kaldet scorpioner blev derefter til fordel.

Krigs våben

Katapulten dominerede i århundreder som et frygtinducerende krigsvåben. Katapulter hvælvede brændende objekter, pile, sten af ​​alle størrelser, og endda lig og vektorer af pestilence ind i eller over slotsmure. Katapulter repræsenterede objekter af teknologisk dygtighed såvel som militær magt, og herskere fejrede de tidlige ingeniører og matematikere involveret i at lave katapulter. Forud for fremkomsten af ​​krybdyrs regelmæssig brug fremhævede katapulter i et våbenkonkurrence af sorter blandt herskere. Katapulter varede gennem middelalderen som belejringsvåben; selv i første verdenskrig blev katapulter brugt i krigskrig.

I midten af ​​det 20. århundrede tog katapulterne vej til flybærere. Enorme dampdrevne katapulter, hundrede meter lang, lancerede fly fra flyselskabernes korte bane. Den rene størrelse af dampkatapulter viste sig at være en forpligtelse, idet der optages betydelig plads og kræver den perfekte mængde damp til at starte flyvemaskiner afhængigt af deres vægt. I det 21. århundrede opstod en ny teknologi med flykatapulter: Det Elektromagnetiske Luftfartssystem (EMALS). EMALS kræver ikke damp, men bruger snarere slæder, der elektromagnetisk skubber og trækker katapulten, indtil fartøjet er luftbåret. Disse EMALS kan fungere hurtigt og er mere effektive end deres dampdrevne forgængere. De tillader, at tungere fly bliver lanceret fra luftfartsselskaber, hvilket fører til øget rækkevidde og strejkeevne.

Katapulter i uddannelse

Katapulter repræsenterer fremragende værktøjer til forskellige uddannelsesmæssige behov. Med overvejende videnskabelige, teknologiske, tekniske og matematiske (STEM) skoleprogrammer giver katapuler lærere mulighed for at demonstrere en bred vifte af diskussionsemner.

Uddannere bruger katapulter til at demonstrere fysik med katapulternes projektilbevægelse. Selv brugen af ​​snor og marshmallows giver eleverne mulighed for at observere tyngdekraft såvel som potentiel og kinetisk energi på arbejdspladsen. Testning af katapultdesign giver indsigt i materielle egenskaber.

Katapult giver en real-world uddannelse i matematik, især geometri og algebra. Lancering af et projektil med en katapult viser den geometriske bue kendt som parabolen. Udover at beregne tyngdekraften en projektil oplevelser, kan eleverne bruge kvadratiske ligninger til at opbygge en bedre katapult. Engagerende elever med egentlige eksempler på katapulter giver mange muligheder for at tænke udenfor lærebogen og opfordrer dem til at udvide deres tilgang til matematiske og videnskabelige problemer.

Katapulter som underholdning

Mens sneshotet stadig er Holder sin plads som et klassisk legetøj eksempel på katapulter, der er større og blinkere former for katapulter, der giver underholdning. Udbredt i efteråret bruger "græskar chucking" eller "punkin chunkin" katapulter til at lancere græskar i luften. Dette er blevet en efterårstradition, hvor konkurrencer og tilskuere fejrer en gammel teknologi på en sjov ny måde.