Rozważając katapultę, być może pierwszym obrazem, który przychodzi na myśl, jest rozwidlony kij, gumka i kamień składający się z ponadczasowej zabawki i narzędzia znanego jako proca. Przez wiele stuleci technologia katapult ewoluowała w coś zupełnie innego niż mały podręczny obiekt do wystrzeliwania kamieni.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Katapulty ewoluowały od prostych proc do broni oblężniczej. Dziś katapulty mogą być używane do wystrzeliwania samolotów z lotniskowców lub do demonstrowania uczniom fizyki i matematyki.
Krótka historia katapult
Katapulty pojawiły się w starożytnej Grecji około 399 p.n.e., według I wieku p.n.e. historyk Diodoros. Katapulta biorąca udział w oblężeniu Motyi w 397 p.n.e., na zawsze zmieniająca działania wojenne artylerii. Katapulty wyewoluowały z podręcznych urządzeń z bloczkowym łukiem zwanych gastrafetami i większych maszyn łukowych. Katapulty skrętne powstały około 50 lat później. Używane do wystrzeliwania strzał katapulty te, zwane eutytonami, były wykonane z drewnianych ramion i ramek ze sprężynami i mechanizmem spustowym. Katapulty do rzucania kamieniami (palintony) oznaczały zmianę w projektowaniu. Te katapulty były znacznie większe i można je było ustawić tak, aby strzelały strzałami lub kamieniami. Ostatecznie słowo „balista” stało się synonimem palintonowych katapult. Znacznie większe katapulty powstały, zwłaszcza w 69 roku n.e. za panowania Trajana, kiedy ogromna balista została użyta do zniszczenia linii wroga w drugiej bitwie pod Cremoną. Do łask zyskały wówczas jednorękie maszyny do wyrzucania kamieni, zwane skorpionami.
Broń wojenna
Katapulta dominowała przez wieki jako wywołująca strach broń wojenna. Katapulty przeskakiwały przez zamkowe mury, strzały, kamienie wszelkich rozmiarów, a nawet zwłoki i wektory zarazy. Katapulty reprezentowały zarówno sprawność technologiczną, jak i potęgę militarną, a władcy czcili wczesnych inżynierów i matematyków zajmujących się tworzeniem katapult. Przed nadejściem regularnego użycia prochu katapulty brały udział w wyścigu zbrojeń wśród władców. Katapulty przetrwały przez średniowiecze jako broń oblężnicza; nawet podczas I wojny światowej katapulty były używane w walkach okopowych.
W połowie XX wieku katapulty trafiły na lotniskowce. Ogromne katapulty parowe, długie na setki stóp, wystrzeliwały samoloty z krótkich pasów startowych lotniskowców. Same rozmiary katapult parowych okazały się problemem, ponieważ zajmowały dużo miejsca i wymagały idealnej ilości pary do wystrzelenia samolotów w zależności od ich masy. W XXI wieku pojawiła się nowa technologia wykorzystująca katapulty lotnicze: Elektromagnetyczny System Wystrzeliwania Samolotów (EMALS). EMALS nie wymaga pary, ale raczej używa sań, które elektromagnetycznie popychają i ciągną katapultę, aż statek znajdzie się w powietrzu. Te EMALS mogą działać szybko po sobie i są bardziej wydajne niż ich poprzednicy napędzani parą. Pozwalają na wystrzeliwanie cięższych samolotów z lotniskowców, co prowadzi do zwiększenia zasięgu i zdolności uderzeniowych.
Katapulty w edukacji
Katapulty stanowią doskonałe narzędzia dla różnych potrzeb edukacyjnych. Dzięki przewadze programów szkolnych związanych z naukami ścisłymi, technologią, inżynierią i matematyką (STEM), katapulty pozwalają nauczycielom zademonstrować szeroki zakres tematów dyskusji.
Nauczyciele używają katapult, aby zademonstrować fizykę za pomocą ruchu pocisku katapulty. Nawet użycie sznurka i pianki daje uczniom możliwość obserwowania grawitacji oraz energii potencjalnej i kinetycznej podczas pracy. Testowanie projektów katapult zapewnia wgląd we właściwości materiałów.
Katapulty zapewniają prawdziwą edukację w zakresie matematyki, w szczególności geometrii i algebry. Wystrzelenie pocisku z katapulty powoduje wyświetlenie geometrycznego łuku znanego jako parabola. Oprócz obliczania siły grawitacji, jakiej doświadcza pocisk, uczniowie mogą wykorzystać równania kwadratowe do zbudowania lepszej katapulty. Angażowanie uczniów za pomocą rzeczywistych przykładów katapult oferuje wiele możliwości myślenia poza podręcznikiem i zachęca ich do poszerzenia swojego podejścia do problemów matematycznych i naukowych.
Katapulty jako rozrywka
Podczas gdy proca nadal ma swoje miejsce jako klasyczny zabawkowy przykład katapult, istnieją większe i bardziej efektowne formy katapult, które zapewniają rozrywkę. Rozpowszechnione jesienią „pumpkin chucking” lub „punkin chunkin” wykorzystuje katapulty do wystrzeliwania dyni w powietrze. Stało się to jesienną tradycją, a konkursy i publiczność świętują starożytną technologię w nowy, zabawny sposób.