Moderne bruk av en katapult

Når du vurderer en katapult, er kanskje det første bildet som kommer opp i tankene en gaffelpinne, et gummibånd og en stein som består av det tidløse leketøyet og verktøyet kjent som en slangebøss. I løpet av mange århundrer utviklet katapultteknologien seg til noe helt annet enn et lite håndholdt objekt for å starte bergarter.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

Katapulter utviklet seg fra enkle slynger til beleiringsvåpen. I dag kan katapulter brukes til å skyte fly fra hangarskip, eller til å demonstrere fysikk og matematikk for studentene.

Katapulter dukket opp i det antikke Hellas rundt 399 f.Kr., ifølge 1. århundre f.Kr. historikeren Diodoros. En katapult som ble omtalt i beleiringen av Motya i 397 f.Kr., forandret for alltid artillerikrigføring. Katapulter utviklet seg fra håndholdte sammensatte buenheter kalt gastrafeter og større buemaskiner. Torsjonskatapulter oppsto rundt 50 år senere. Disse katapultene, kalt euthytoner, ble brukt til å skyte piler, og var laget av trearmer og rammer med fjærer og en utløsermekanisme. Steinkastende katapulter (palintoner) representerte et designskifte. Disse katapultene var mye større og kunne rigges for å skyte enten piler eller steiner. Etter hvert ble ordet "ballista" synonymt med palintone katapulter. Mye større katapulter oppsto, særlig i år 69 e.Kr. under Trajans styre, da en enorm ballista ble brukt til å rive en fiendelinje i det andre slaget ved Cremona. Enarmede steinfremspringende maskiner kalt skorpioner kom da til fordel.

Katapulten dominerte i århundrer som et fryktinduserende krigsvåpen. Katapulter hvelvede brannobjekter, piler, steiner i alle størrelser og til og med lik og pestilensvektorer inn i eller over borgmurene. Katapulter representerte gjenstander med teknologisk dyktighet så vel som militær styrke, og herskere feiret de tidlige ingeniørene og matematikerne som var involvert i å lage katapulter. Før bruken av krutt kom regelmessig, ble katapulter omtalt i et slags våpenløp blant herskerne. Katapulter holdt ut gjennom middelalderen som beleiringsvåpen; selv i første verdenskrig ble katapulter brukt i skyttergravskrigføring.

På midten av 1900-tallet tok katapulter veien til hangarskip. Enorme dampdrevne katapulter, hundre meter lange, lanserte fly fra transportørenes korte rullebaner. Den store størrelsen på dampkatapulter viste seg å være en forpliktelse, og tok betydelig plass og krevde den perfekte mengden damp for å starte fly avhengig av vekt. I det 21. århundre dukket det opp en ny teknologi som bruker katapulter fra fly: det elektromagnetiske lanseringssystemet (EMALS). EMALS krever ikke damp, men bruker heller sleder som elektromagnetisk skyver og trekker katapulten til fartøyet er luftbåret. Disse EMALS kan fungere raskt etter hverandre og er mer effektive enn sine dampdrevne forgjengere. De lar tyngre fly bli lansert fra transportører, noe som fører til økt rekkevidde og streikevne.

Catapults representerer gode verktøy for ulike pedagogiske behov. Med overvekten av vitenskap, teknologi, ingeniørfag og matematikk (STEM) skoleprogrammer, tillater katapulter lærere å demonstrere et bredt spekter av diskusjonsemner.

Lærere bruker katapulter for å demonstrere fysikk med katapulters prosjektilbevegelse. Selv bruk av streng og marshmallows gir studentene muligheten til å observere tyngdekraften så vel som potensiell og kinetisk energi på jobben. Testing av katapultdesign gir innsikt i materialegenskaper.

Katapulter gir en virkelig utdannelse i matematikk, spesielt geometri og algebra. Å lansere et prosjektil med en katapult viser den geometriske buen kjent som parabolen. I tillegg til å beregne tyngdekraften et prosjektil opplever, kan studentene bruke kvadratiske ligninger for å bygge en bedre katapult. Å engasjere studenter med virkelige eksempler på katapulter gir mange muligheter til å tenke utenfor læreboka, og oppfordrer dem til å utvide sin tilnærming til matematikk- og naturfagsproblemer.

Mens slangekatten fortsatt holder plass som et klassisk leketøyeksempel på katapulter, er det større og mer prangende former for katapulter som gir underholdning. Utbredt om høsten bruker “pumpkin chucking” eller “punkin chunkin” katapulter til å skyte gresskar i luften. Dette har blitt en høsttradisjon, med konkurranser og tilskuere som feirer en eldgammel teknologi på en morsom ny måte.