Hvordan virker en katapult?

En katapult påvirker spændinger, torsion og tyngdekraften. Som katapulterne i Peter Jacksons film er "Kongens tilbagesendelse" katapulter belejringsvåben, der slår projektiler på et fjendtligt mål uden brug af sprængstoffer. Vigtige i middelalderen og endnu tidligere, gør disse enkle maskiner brug af lagret energi til at frigive et projektil eller nyttelast.

TL; DR (for længe, ​​ikke læst)

Katapulter anvende grundlæggende fysik til at fungere. Den første katapult, en ballista, simulerede virkningen af ​​en armbue og fyrede en enorm pil som sin missil. Enheden fik sit navn fra det græske ord ballistes, som betyder at kaste.
På trods af nøjagtigheden af ​​dette belejringsvåben manglede den magten, der blev fundet i trebuchet og mangonelkatapulterne.

The Ballista

Hvis du har brugt en armbue eller set fyret, kan du forestille dig, hvordan en ballista virker. Som et mangonel anvender det snoet reb for at skabe vridning eller spænding omkring omdrejningsaksen. I stedet for at have en arm, der roterer gennem et lodret plan, bruger den to arme, der bevæger sig gennem et plan forhøjet over vandret til en vinkel af dets besætningsmuligheder. Denne enhed kan brænde sten som andre katapulter, men er specielt velegnet til at skyde enorme dart og spyd.

Trebuchet

Den mest effektive og præcise type katapult, en trebuchet gør brug af en tyngre modvægt end nyttelasten for at give energi til lancering. Apparatet er opstillet som en savsås, med drejepunktet meget tættere på modvægtens ende på forsiden end til nyttelast og slynge på bagsiden. Som et eksempel på princippet om mekanisk fordel er slingens lineære hastighed - i dette tilfælde er den hastighed, hvormed nyttelastet sporer sin bue lige før den lanceres - mere end modvægtens skyld, simpelthen på grund af større masse af sidstnævnte.

Mangonel

Den mest kendte typen af ​​katapult brænder mangonel projektiler i lavere vinkler end en trebuchet, hvilket gør den bedre egnet til at ødelægge vægge frem for at skyde genstande over dem. I fysiske termer skabes spændinger i modsatte retninger af tove, en i lanceringsretningen og den anden mod jorden under nyttelasten. Når soldaterne skærer rebet fast i jorden, accelererer mangonelens arm hurtigt mod målet, og nyttelastet flyver. Den potentielle energi i sig selv stammer fra enhedens elastiske egenskaber: Det fleksible træ forbinder drejearmen med resten af ​​apparatet.

Gør det selv Catapult

Byg dit eget bord- top katapult i mangonelstil - også kaldet en belejringsmotor i gamle dage - ved hjælp af let fundne dele og værktøjer. Du skal bruge et dusin eller flere stykker træ, seks til 12 inches lange, en forsyning med små negle eller skruer, trælim, et par hårde elastikbånd, et par øjenkrogskruer, en 6-tommers lang metalbjælke, og et stykke karton omkring 4 tommer firkantet. For en særlig udfordring, prøv at samle disse uden instruktioner.