Waarschijnlijk een van de beroemdste of beruchtste belegeringswapens - de katapult werd gebruikt om projectielen in een vijandelijk bolwerk in een poging om ofwel zijn verdediging te verzwakken of de wil van degenen die beschermd zijn te breken break binnen. Vanuit een natuurkundig oogpunt is de katapult eigenlijk een eenvoudige hefboom, waarbij de katapultarm draait op een draaipunt totdat een dwarsbalk de arm stopt en het projectiel loslaat dat in de emmer zit aan het einde van de arm. Als je toegang hebt tot een katapult of een eenvoudige maakt - het bepalen van de kracht ervan vereist slechts een paar metingen en enkele eenvoudige berekeningen.
Begin met het wegen van je projectiel. Voor de nodige berekeningen die volgen, noteer je best de massa in kilogrammen.
Voordat u uw projectiel lanceert, moet u in positie komen om te meten: hoe lang het duurt voordat de arm van de rustpositie naar het raken van de dwarsbalk, hoe lang het projectiel erover doet om de maximale hoogte te bereiken, hoe ver het projectiel aflegt en hoe lang het duurt om de impact te bereiken. Omdat de katapult met zulke hoge snelheden beweegt, wil je misschien een assistent met een stopwatch de tijdmeting laten overnemen, gebruik een video camera om de katapult in actie vast te leggen en metingen te doen op basis van de videobeelden of gebruik meerdere tests om al uw gegevens te krijgen punten.
Bepaal de initiële horizontale snelheid vh met behulp van de inslagafstand van het projectiel d en de tijd die nodig was om daar te komen, ervan uitgaande dat het projectiel bij de impact met dezelfde horizontale snelheid reisde:
Bepaal de initiële verticale snelheid vv gebruikmakend van de tijd die het projectiel nodig had om zijn maximale hoogte te bereiken tmax, de versnelling door zwaartekracht (9,8 meter/seconde2), en de verticale snelheid op maximale hoogte, die nul is:
Om de totale snelheid v. te bepalentotaal gebaseerd op horizontale snelheid vh en verticale snelheid vv zoals bepaald in de laatste twee stappen, gebruiken we de formule:
Vervolgens moeten we de versnelling van ons projectiel bepaleneendoor de beginsnelheid van het projectiel v. te nementotaal en te delen door de tijd die nodig was om die snelheid t te bereikeneerste. Dus, als teerste bedraagt 0,25 seconden:
