The катапулт е обект на очарование за малки деца и други, които, да речем, гледат филми, изобразяващи войни през Средновековието, или посещават музей с оръжия от преди векове.
Катапултите се предлагат в няколко основни форми. Този, с когото може би сте най-добре запознат, е може би най-драматичният, прокарвайки се през голяма дъга, преди да изпратите съдържанието й към каквато и да е злощастна цел или цели.
Физиката на катапулта предлага хубаво въведение в света на движението на снаряда, което се занимава със ситуации на "свободно падане", т.е. проблеми, при които единствената сила, въздействаща на движеща се частица, е тази, която е резултат от ускорението поради гравитацията (обикновено На Земята).
Балистата
Първите известни катапулти са построени някъде около 400 г. пр. Н. Е. В Гърция. Най-ранният модел приличаше на традиционен арбалет, при който стрела се изхвърля в посока напред (т.е. успоредно на земята, освен ако механизмът е под ъгъл нагоре). Всъщност традиционната прашка, макар и може би да се разглежда като играчка за някои, е един вид катапулт от този вид.
Основният тип катапулт в стил арбалет, който се появява през този период, се нарича балиста. Силата се генерира от методичното усукване на въже, което би хвърлило копие на големи разстояния в противоположните армии, когато опънатите въжета бъдат прерязани. Това устройство имаше недостатъка да бъде полезно само срещу врагове, които потребителите могат да видят и да се насочат отблизо.
Мангонелът
Катапултът от мангонела е наричан още Onager. Ако изглежда, че римляните са имали отговор на всичко, което гърците са правили в древността, или може би обратното, мангонелът представлява още един пример.
Този катапулт изглежда като преходен вид между балистата и традиционния катапулт. Той използва усукване (опъване около ос), „съхранявано“ във въжета, но те задвижват „хвърлящо“ рамо, когато се режат, вместо да хвърлят съдържание като камъни или дори огън с „подобно на бутало“ движение.
Макар че имаше по-голям обхват от балистата, мангонелът беше известен с неточност. Беше обаче по-лек и по-лесен за придвижване от място на място.
Требушето
Основният дизайн на требюше е лост, с късо рамо, обърнато към врага, и по-дълго рамо е бизнес част; ос разделя двете. Върху по-късото рамо се прилага противотежест, за да се придаде сила в точката, в която снарядът е освободен от прашка.
Този катапулт се предлага в две форми. Първият, а сцепление trebuchet, е управляван от група войници, бутащи надолу по късата ръка преди освобождаването. Другият, а противопоставяне на требюше, работил, като накарал войниците да съсредоточат усилията си главно върху изтеглянето на дългата ръка вместо това преди освобождаването.
Физика на катапулта
Науката зад катапултите се обяснява лесно с помощта на уравненията за движение на снаряда. Ключовото нещо, което трябва да запомните за всеки проблем с движението на снаряда, е, че след като снарядът бъде освободен, единствената сила, на която е подложен, е силата на собственото му тегло (в резултат на гравитацията).
Когато един снаряд е освободен, той има както хоризонтални, така и вертикални компоненти на движение. За щастие на физиците и студентите те могат да бъдат анализирани поотделно, тъй като гравитацията не влияе на хоризонталното движение. Резултатът от този анализ дава уравнение за разстоянието R, което ще измине снаряд, ако бъде освободен с дадена начална скорост v0 под определен ъгъл θ спрямо земята:
R = \ frac {v_ {0} ^ 2sin 2 \ theta} {g}
Ако експериментирате с различни стойности за ъгъла на изстрелване, ще откриете, че стойността на sin 2θ има най-голямата стойност 1, когато θ е 45 градуса. По този начин, ако искате да изстреляте снаряд, доколкото е възможно, насочете го точно наполовина към точка, директно над главата и изстреляйте!
- Вижте Ресурси за удобно ръководство за създаване на собствен малък катапулт.