カタパルト力の計算方法

おそらく最も有名な、または悪名高い攻城兵器の1つであり、カタパルトは発射体を 防御を弱めるか、保護された人々の意志を破ろうとする敵の拠点 内部。 物理学の観点から、カタパルトは実際には単純なレバーであり、カタパルトアームは クロスバーが腕を停止し、バケツに座っている発射体を解放するまで支点 腕。 カタパルトにアクセスできる場合、または簡単なものを作成する場合、その力を決定するには、いくつかの測定といくつかの簡単な計算が必要です。

発射物の重さを量ることから始めます。 以下の必要な計算では、質量をキログラムで記録するのが最善です。

発射物を発射する前に、測定する位置に着きます。腕が静止位置から打撃まで移動するのにかかる時間です。 クロスバー、発射体が最大の高さに達するまでにかかる時間、発射体が移動する距離、および衝撃に達するまでにかかる時間。 カタパルトは非常に高速で動くので、ストップウォッチを持ったアシスタントに時間測定を引き継がせたいと思うかもしれません。ビデオを使用してください カメラを使用して、動作中のカタパルトをキャプチャし、ビデオ映像に基づいて測定を行うか、複数の試行を使用してすべてのデータを取得します ポイント。

初期水平速度vを決定しますh 発射体が衝突時に同じ水平速度で移動していると仮定して、発射体の衝突距離dとそこに到達するのにかかった時間の長さを使用します。

初期垂直速度vを決定しますv 発射体が最大の高さtに到達するのにかかった時間を使用します最大、重力による加速度(9.8メートル/秒)2)、およびゼロである最大高さでの垂直速度:

全速度vを決定するには合計 水平速度vに基づくh および垂直速度vv 最後の2つのステップで決定されたように、次の式を使用します。

次に、発射体の加速度を決定する必要がありますa発射体の初速度を取ることによってv合計 そしてそれをその速度tに到達するのにかかった時間で割る初期. だから、もしt初期 は0.25秒です:

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