Quais máquinas simples são usadas no trabuco?

Os físicos reconhecem seis tipos de máquinas simples: alavancas, polias, parafusos, sistemas de rodas e eixos, cunhas e planos inclinados. Uma máquina simples é qualquer dispositivo simples que torne o trabalho mais fácil, como a extremidade em cunha de um prego, que é mais fácil de martelar em uma placa do que a extremidade plana. Dependendo do tipo de trabuco, ele pode usar de duas a seis máquinas simples.

Um trabuco é um tipo de catapulta, que é um dispositivo que pode arremessar um objeto muito mais longe do que um humano. A primeira documentação do uso de trabuco data do século II na China, embora as catapultas já existam há algum tempo antes do Império Romano. Os trabucos são mais conhecidos por seu papel nos ataques a castelos durante o período medieval: o exército de ataque poderia posicione-o longe o suficiente do castelo para que os arqueiros não possam atingi-los, e eles possam arremessar praticamente qualquer coisa sobre as paredes.

O principal componente de um trabuco é uma alavanca Tipo 1 - o mesmo tipo de alavanca de uma gangorra. Em uma extremidade da alavanca, chamada de "braço de carga", o operador do trabuco segura o objeto que deseja arremessar. Essa extremidade da alavanca é amarrada à base; na outra extremidade, o "braço de força", o operador levanta um grande peso. Quando o operador libera a amarração segurando o braço de carga, o peso cai rapidamente, fazendo o braço de carga voar rapidamente para cima e arremessando o objeto quando ele atinge a posição vertical.

Para içar o peso no braço de força da alavanca, o operador deve usar uma máquina simples, como uma polia ou um sistema de roda e eixo. Uma polia é na verdade uma forma de um sistema de roda e eixo, mas ambos os sistemas permitem que o operador levante um peso pesado muito mais facilmente do que ele poderia simplesmente usando suas próprias mãos. Enquanto o operador faz a mesma quantidade de trabalho, essas máquinas simples permitem que ele execute o trabalho em uma distância mais longa, exigindo menos esforço ou força e tornando-o mais fácil. Os trabucos podiam lançar pedras de até 300 libras, mas isso exigiria um contrapeso de quase 2.000 libras, o que exigia o uso de muitas polias.

A maioria dos trabucos é presa por parafusos ou pregos, que são um tipo de cunha. Os trabucos são quase que universalmente construídos com madeira e, embora um pequeno projeto científico de trabuco possa se manter unido com cola, um modelo maior requer uma moldura mais solidamente fixada. Tanto as cunhas quanto os parafusos são, na verdade, formas de planos inclinados. O plano inclinado de um prego funciona para separar o material, então o segura com a fricção de sua haste. Um parafuso é um plano inclinado envolto em uma espiral, que converte a força rotacional em força linear e mantém os objetos no lugar com suas cristas.