Apsverot katapultu, iespējams, pirmais attēls, kas nāk prātā, ir dakša nūja, gumijas josla un klints, kas sastāv no mūžīgas rotaļlietas un instrumenta, kas pazīstams kā šūpoles. Daudzu gadsimtu laikā katapultas tehnoloģija ir izveidojusies pavisam kas cits nekā neliels rokas objekts, lai palaistu akmeņus.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Katapultas attīstījās no vienkāršiem šāvieniem līdz aplenkuma ieročiem. Mūsdienās katapultas var izmantot, lai palaistu lidmašīnas no lidmašīnu pārvadātājiem vai demonstrētu fiziku un matemātiku studentiem.
Īsa katapultu vēsture
Katapultas parādījās senajā Grieķijā ap 399. gadu p.m.ē., saskaņā ar 1. gadsimta p.m.ē. vēsturnieks Diodoros. Katapulta, kas parādījās Motjas aplenkumā 397. gadā pirms mūsu ēras, uz visiem laikiem mainot artilērijas karu. Katapultas attīstījās no rokas saliktām priekšgala ierīcēm, ko sauc par gastraphetes, un lielākām priekšgala mašīnām. Torsionu katapultas radās apmēram 50 gadus vēlāk. Bultu šaušanai izmantotās katapultas, sauktas par eititoniem, izgatavoja no koka rokām un rāmjiem ar atsperēm un sprūda mehānismu. Akmens mešanas katapultas (palintones) pārstāvēja dizaina maiņu. Šīs katapultas bija daudz lielākas, un tās varēja pielabināt, lai šautu vai nu bultas, vai akmeņus. Galu galā vārds “ballista” kļuva par palintona katapultu sinonīmu. Daudz lielākas katapultas radās, īpaši A.D. 69. gadā Trajāna laikā, kad otrajā Kremonas kaujā ienaidnieka līnijas nojaukšanai tika izmantota milzīga ballista. Pēc tam par labu nāca vienroku akmens izvirzīšanas mašīnas, ko sauc par skorpioniem.
Kara ieroči
Katapulta gadsimtiem ilgi dominēja kā bailes izraisošs kara ierocis. Katapultas velvēja priekšmetus, bultas, dažāda lieluma akmeņus, pat līķus un mēra izplatītājus pils sienās vai virs tām. Katapultas pārstāvēja gan tehnoloģiskas meistarības objektus, gan militāro spēku, un valdnieki svinēja agrīnos inženierus un matemātiķus, kas iesaistīti katapultu izgatavošanā. Pirms regulāras šaujampulvera parādīšanās katapultas parādījās sava veida ieroču sacīkstēs valdnieku starpā. Katapultas viduslaikos izturēja kā aplenkuma ieročus; pat Pirmajā pasaules karā tranšeju karā tika izmantotas katapultas.
20. gadsimta vidū katapultas devās pie lidmašīnu pārvadātājiem. No pārvadātāju īsajiem skrejceļiem milzīgas tvaika darbinātas katapultas, simtiem pēdu garas, palaida lidmašīnas. Izrādījās, ka milzīgais tvaika katapultu lielums aizņem lielu vietu un prasa lidmašīnu palaišanai perfektu tvaika daudzumu atkarībā no to svara. 21. gadsimtā parādījās jauna tehnoloģija, kurā izmantotas lidmašīnu katapultas: elektromagnētiskā lidmašīnu palaišanas sistēma (EMALS). EMALS neprasa tvaiku, bet gan izmanto ragavas, kas elektromagnētiski stumj un velk katapultu, līdz kuģis ir gaisā. Šīs EMALS var darboties ātri pēc kārtas un ir efektīvākas nekā to priekšgājēji, kas darbojas ar tvaiku. Tie ļauj no pārvadātājiem palaist smagākas lidmašīnas, tādējādi palielinot darbības rādiusu un trieciena iespējas.
Katapultas izglītībā
Katapultas ir lieliski instrumenti dažādām izglītības vajadzībām. Ar zinātnes, tehnoloģiju, inženierzinātņu un matemātikas (STEM) skolu programmu pārsvaru katapultas ļauj pedagogiem parādīt plašu diskusiju tēmu loku.
Pedagogi izmanto katapultas, lai demonstrētu fiziku ar katapultu šāviņu kustību. Pat stīgu un zefīru izmantošana dod studentiem iespēju novērot gravitāciju, kā arī potenciālu un kinētisko enerģiju darbā. Katapultu dizaina pārbaude piedāvā ieskatu materiālu īpašībās.
Katapultas nodrošina reālās pasaules matemātikas izglītību, it īpaši ģeometriju un algebru. Palaižot lādiņu ar katapultu, tiek parādīts ģeometriskais loks, kas pazīstams kā parabola. Papildus smaguma spēka aprēķināšanai, ko piedzīvo lādiņš, studenti var izmantot kvadrātvienādojumus, lai izveidotu labāku katapultu. Studentu iesaistīšana reālos katapultu piemēros piedāvā daudz iespēju domāt ārpus mācību grāmatas un mudina paplašināt pieeju matemātikas un dabaszinātņu problēmām.
Katapultas kā izklaide
Kaut arī šūpoles joprojām saglabā savu vietu kā klasisks katapultu rotaļlietu piemērs, ir lielākas un bezgaumīgākas katapultu formas, kas nodrošina izklaidi. Rudenī izplatītais “ķirbju čukstēšana” vai “pankin chunkin” izmanto katapultas, lai ķirbjus palaistu gaisā. Šī ir kļuvusi par rudens tradīciju, kad sacensības un skatītāji senā tehnoloģija svin jautri, jaunā veidā.