Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Moderne anvendelser af en katapult

Når man overvejer en katapult, er det måske det første billede, der kommer op i tankerne, en gaffelstang, et gummibånd og en klippe, der består af det tidløse legetøj og værktøj, der er kendt som en slynge. I mange århundreder udviklede katapult-teknologien sig til noget helt andet end et lille håndholdt objekt til opsætning af klipper.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Katapulter udviklede sig fra enkle slangebilleder til belejringsvåben. I dag kan katapulter bruges til at lancere fly fra flyselskaber eller til at demonstrere fysik og matematik til studerende.
En kort historie om katapulter

Katapulter opstod i det antikke Grækenland omkring 399 f.Kr., ifølge 1. århundrede BC historiker Diodoros. En katapult indeholdt belejringen af Motya i 397 f.Kr., for evigt skiftende artillerikrig. Katapulter udviklede sig fra håndholdte sammensatte bueindretninger kaldet gastrafeter og større bue-maskiner. Torsionskatapulver opstod omkring 50 år senere. Brugt til skyde af pile, disse katapulter, kaldet euthytones, var lavet af træarme og rammer med fjedre og en udløsermekanisme. Stenkastede katapulter (palintones) repræsenterede et designskifte. Disse katapulter var meget større og kunne rigges til at skyde enten pile eller sten. " synonymt med palinton-katapulter. Meget større katapulter opstod, navnlig i A.D. 69 under regien af Trajan, da en enorm ballista blev brugt til at nedrivne en fjendens linje ved det andet slag ved Cremona. Enarmet stenfremstillingsmaskiner kaldet skorpioner kom derefter til fordel.
Våben af krig

Katapult dominerede i århundreder som et frygtinducerende krigsvåben. Katapulter hvælvede brændende genstande, pile, sten i alle størrelser og endda lig og vektorer af skadedyr ind i eller over borgermure. Katapulter repræsenterede genstande af teknologisk dygtighed såvel som militær styrke, og herskere fejrede de tidlige ingeniører og matematikere, der var involveret i at lave katapulter. Før fremkomsten af kruttes regelmæssige brug, var katapulter indeholdt i en slags våbenløb blandt herskere. Katapulter varede gennem middelalderen som belejringsvåben; selv under første verdenskrig blev katapulter brugt i grøftkrigføring.

I midten af det 20. århundrede kom katapulter sig hen til flyselskaber. Enorme dampdrevne katapulter, hundreder af meter lange, lancerede fly fra de korte landingsbaner for transportørerne. Den store størrelse af dampkatapulter viste sig at være et ansvar, idet det fandt betydelig plads og krævede den perfekte mængde damp for at starte fly, afhængigt af deres vægt. I det 21. århundrede opstod en ny teknologi ved hjælp af flykatapulter: det elektromagnetiske luftfartøjssystem (EMALS). EMALS kræver ikke damp, men bruger snarere slæder, der elektromagnetisk skubber og trækker katapulten, indtil fartøjet er luftbåret. Disse EMALS kan arbejde i hurtig rækkefølge og er mere effektive end deres dampdrevne forgængere. De tillader tyngre fly at blive lanceret fra luftfartsselskaber, hvilket fører til øget rækkevidde og strejkeevne.
Catapults in Education -

Catapults repræsenterer fremragende værktøjer til forskellige uddannelsesmæssige behov. Med overvægt af videnskab, teknologi, ingeniørvidenskab og matematik (STEM) skoleprogrammer giver katapulter undervisere mulighed for at demonstrere en bred vifte af diskussionsemner. Selv brugen af snor og marshmallows giver de studerende mulighed for at observere tyngdekraft såvel som potentiel og kinetisk energi på arbejdet. Test af katapultdesign giver indsigt i materielle egenskaber.

Katapulter giver en reel verdensuddannelse i matematik, især geometri og algebra. Start af et projektil med en katapult viser den geometriske bue kendt som parabolen. Ud over at beregne den tyngdekraft, som et projektil oplever, kan studerende bruge kvadratiske ligninger til at opbygge en bedre katapult. At engagere studerende med eksempler på katapulter i den virkelige verden giver mange muligheder for at tænke uden for lærebogen og opfordrer dem til at udvide deres tilgang til matematik- og videnskabsproblemer.
Catapults som underholdning

Mens slyngestien stadig holder sin plads som et klassisk legetøjseksempel på katapulter er der større og flashere former for katapulter, der giver underholdning. Prævalent i efteråret bruger "græskarchucking" eller "punkin chunkin" katapulter til at lancere græskar i luften. Dette er blevet en efterårstradition, med konkurrencer og tilskuere, der fejrer en gammel teknologi på en sjov ny måde.