Moderne Verwendungen eines Katapults

Wenn man an ein Katapult denkt, denkt man vielleicht zuerst an einen gegabelten Stock, ein Gummiband und einen Stein, der aus dem zeitlosen Spielzeug und Werkzeug besteht, das als Schleuder bekannt ist. Über viele Jahrhunderte hinweg entwickelte sich die Katapulttechnologie zu etwas ganz anderem als einem kleinen Handheld-Objekt zum Abwerfen von Steinen.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Katapulte entwickelten sich von einfachen Schleudern zu Belagerungswaffen. Heutzutage können Katapulte verwendet werden, um Flugzeuge von Flugzeugträgern zu starten oder Schülern Physik und Mathematik zu demonstrieren.

Katapulte entstanden im antiken Griechenland um 399 v. Chr. Nach dem 1. Jahrhundert v. Chr. Historiker Diodoros. Ein Katapult, das bei der Belagerung von Motya im Jahr 397 v. Chr. eingesetzt wurde und den Artilleriekrieg für immer veränderte. Katapulte entwickelten sich aus handgehaltenen Verbundbogengeräten, den sogenannten Gastrapheten, und größeren Bogenmaschinen. Rund 50 Jahre später entstanden Torsionskatapulte. Diese zum Abfeuern von Pfeilen verwendeten Katapulte, genannt Euthytones, bestanden aus Holzarmen und -rahmen mit Federn und einem Abzugsmechanismus. Steinwurfkatapulte (Palintones) stellten einen Designwandel dar. Diese Katapulte waren viel größer und konnten montiert werden, um entweder Pfeile oder Steine ​​​​zu schießen. Schließlich wurde das Wort „Ballista“ zum Synonym für Palinton-Katapulte. Viel größere Katapulte entstanden, insbesondere im Jahr 69 n. Chr. unter der Herrschaft von Trajan, als eine riesige Ballista verwendet wurde, um eine feindliche Linie in der zweiten Schlacht von Cremona zu zerstören. Einarmige Steinwurfmaschinen, die Skorpione genannt wurden, kamen dann in Mode.

Das Katapult dominierte jahrhundertelang als furchteinflößende Kriegswaffe. Katapulte überwölbten Brandobjekte, Pfeile, Steine ​​jeder Größe und sogar Leichen und Pestvektoren in oder über die Burgmauern. Katapulte stellten sowohl Objekte von technologischem Können als auch militärischer Macht dar, und Herrscher feierten die frühen Ingenieure und Mathematiker, die an der Herstellung von Katapulten beteiligt waren. Vor dem Aufkommen des regelmäßigen Gebrauchs von Schießpulver waren Katapulte eine Art Wettrüsten unter den Herrschern. Katapulte überdauerten das Mittelalter als Belagerungswaffen; Schon im Ersten Weltkrieg wurden Katapulte im Stellungskrieg eingesetzt.

Mitte des 20. Jahrhunderts fanden Katapulte ihren Weg zu Flugzeugträgern. Riesige dampfbetriebene Katapulte, Hunderte von Fuß lang, schossen Flugzeuge von den kurzen Start- und Landebahnen der Träger ab. Die schiere Größe von Dampfkatapulten erwies sich als eine Belastung, die viel Platz beanspruchte und die perfekte Menge an Dampf benötigte, um Flugzeuge je nach Gewicht zu starten. Im 21. Jahrhundert entstand eine neue Technologie mit Flugzeugkatapulten: das Electromagnetic Aircraft Launch System (EMALS). EMALS benötigt keinen Dampf, sondern verwendet Schlitten, die das Katapult elektromagnetisch schieben und ziehen, bis das Fahrzeug in der Luft ist. Diese EMALS können in schneller Folge betrieben werden und sind effizienter als ihre dampfbetriebenen Vorgänger. Sie ermöglichen den Start schwerer Flugzeuge von Trägern, was zu einer erhöhten Reichweite und Schlagfähigkeit führt.

Katapulte stellen ausgezeichnete Werkzeuge für verschiedene Bildungsbedürfnisse dar. Mit dem Übergewicht von Schulprogrammen in den Bereichen Naturwissenschaften, Technik, Ingenieurwesen und Mathematik (MINT) ermöglichen Katapulte den Pädagogen, ein breites Spektrum an Diskussionsthemen zu demonstrieren.

Pädagogen verwenden Katapulte, um die Physik mit der Projektilbewegung von Katapulten zu demonstrieren. Sogar die Verwendung von Schnur und Marshmallows gibt den Schülern die Möglichkeit, die Schwerkraft sowie die potentielle und kinetische Energie bei der Arbeit zu beobachten. Das Testen von Katapultkonstruktionen bietet Einblick in die Materialeigenschaften.

Katapulte bieten eine praxisnahe Ausbildung in Mathematik, insbesondere Geometrie und Algebra. Das Abfeuern eines Projektils mit einem Katapult zeigt den als Parabel bekannten geometrischen Bogen an. Neben der Berechnung der Schwerkraft eines Projektils können die Schüler quadratische Gleichungen verwenden, um ein besseres Katapult zu bauen. Schüler mit realen Beispielen von Katapulten zu beschäftigen, bietet viele Möglichkeiten, über das Lehrbuch hinaus zu denken, und ermutigt sie, ihren Zugang zu mathematischen und naturwissenschaftlichen Problemen zu erweitern.

Während die Schleuder immer noch als klassisches Spielzeugbeispiel für Katapulte gilt, gibt es größere und auffälligere Formen von Katapulten, die für Unterhaltung sorgen. Das im Herbst verbreitete „Pumpkin Chunkin“ oder „Punkin Chunkin“ nutzt Katapulte, um Kürbisse in die Luft zu schleudern. Dies ist zu einer Herbsttradition geworden, bei der Wettbewerbe und Zuschauer eine alte Technologie auf unterhaltsame neue Weise feiern.