Les physiciens reconnaissent six types de machines simples: les leviers, les poulies, les vis, les systèmes de roues et d'essieux, les cales et les plans inclinés. Une machine simple est un appareil simple qui facilite le travail, comme l'extrémité en coin d'un clou, qui est plus facile à enfoncer dans une planche que l'extrémité plate. Selon le type de trébuchet, il peut utiliser de deux à six machines simples.
Qu'est-ce qu'un trébuchet ?
Un trébuchet est un type de catapulte, c'est-à-dire un appareil capable de projeter un objet beaucoup plus loin qu'un humain ne peut le lancer. La première documentation sur l'utilisation du trébuchet remonte à la Chine du IIe siècle, bien que les catapultes existent depuis un certain temps avant l'Empire romain. Les trébuchets sont surtout connus pour leur rôle dans les attaques de châteaux au cours de la période médiévale: l'armée attaquante pouvait placez-le suffisamment loin du château pour que les archers ne puissent pas les toucher et qu'ils puissent pratiquement tout lancer par-dessus les murs.
Levier
Le composant principal d'un trébuchet est un levier de type 1 - le même type de levier qu'une balançoire à bascule. À une extrémité du levier, appelée « bras de charge », l'opérateur du trébuchet sécurise l'objet qu'il veut lancer. Cette extrémité du levier est attachée à la base; à l'autre extrémité, le « bras de force », l'opérateur soulève un poids important. Lorsque l'opérateur relâche l'attache qui maintient le bras de charge, le poids tombe rapidement, envoyant le bras de charge voler rapidement vers le haut et dévaler l'objet lorsqu'il atteint la position verticale.
Roue et essieu ou poulie
Pour soulever le poids sur le bras de force du levier, l'opérateur doit utiliser une machine simple telle qu'une poulie ou un système roue et essieu. Une poulie est en fait une forme de système de roue et d'essieu, mais les deux systèmes permettent à l'opérateur de soulever un poids lourd beaucoup plus facilement qu'il ne le pourrait en utilisant simplement ses deux mains. Alors que l'opérateur effectue la même quantité de travail, ces machines simples lui permettent d'effectuer le travail sur une plus longue distance, nécessitant ainsi moins d'effort ou de force, et le rendant plus facile. Les trébuchets pouvaient lancer des pierres jusqu'à 300 livres, mais cela nécessiterait un contrepoids de près de 2 000 livres, ce qui nécessitait l'utilisation de beaucoup de poulies.
Vis ou cales
La plupart des trébuchets sont maintenus ensemble par des vis ou des clous, qui sont une sorte de coin. Les trébuchets sont presque universellement construits en bois, et tandis qu'un petit projet scientifique de trébuchet peut tenir ensemble avec de la colle, un modèle plus grand nécessite un cadre plus solidement fixé. Les cales et les vis sont en fait des formes de plans inclinés. Le plan incliné d'un clou travaille à séparer le matériau, puis le maintient solidement grâce au frottement de sa tige. Une vis est un plan incliné enveloppé dans une spirale, qui convertit la force de rotation en force linéaire et maintient les objets en place avec ses arêtes.