При рассмотрении катапульты, возможно, первое, что приходит на ум, - это раздвоенная палка, резинка и камень, состоящий из вневременной игрушки и инструмента, известного как рогатка. За много веков технология катапульты превратилась в нечто совершенно иное, чем небольшой ручной объект для запуска камней.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Катапульты превратились из простых рогаток в осадные орудия. Сегодня катапульты можно использовать для запуска самолетов с авианосцев или для демонстрации физики и математики студентам.
Краткая история катапульты
Катапульты появились в Древней Греции около 399 г. до н. Э., Согласно I веку до н. Э. историк Диодорос. Катапульта, использованная при осаде Мотии в 397 г. до н.э., навсегда изменила артиллерийскую войну. Катапульты произошли от портативных блочных луков, называемых гастрафетами, и более крупных луковых машин. Торсионные катапульты возникли примерно 50 лет спустя. Эти катапульты, называемые эутитонами, использовались для стрельбы стрелами и состояли из деревянных рукояток и рам с пружинами и спусковым механизмом. Катапульты для метания камней (палинтоны) представляли собой смену дизайна. Эти катапульты были намного больше и могли стрелять стрелами или камнями. Со временем слово «баллиста» стало синонимом катапульты из палинтона. Гораздо более крупные катапульты возникли, особенно в 69 году нашей эры, во время правления Траяна, когда огромная баллиста использовалась для уничтожения линии противника во второй битве при Кремоне. Затем стали популярны однорукие машины для проектирования камней, называемые скорпионами.
Оружие войны
Катапульта веками доминировала как внушающее страх оружие войны. Катапульты сбрасывали зажигательные предметы, стрелы, камни всех размеров и даже трупы и переносчики эпидемии в стены замка или над ними. Катапульты олицетворяли как технологические достижения, так и военную мощь, а правители чествовали первых инженеров и математиков, участвовавших в создании катапультов. До того, как порох стал обычным явлением, катапульты участвовали в своего рода гонке вооружений между правителями. Катапульты использовались в средние века как осадные орудия; даже во время Первой мировой войны катапульты использовались в позиционной войне.
В середине 20 века катапульты попали на авианосцы. Огромные паровые катапульты длиной в сотни футов запускали самолеты с коротких взлетно-посадочных полос авианосцев. Огромные размеры паровых катапультов оказались проблемой, занимая значительное пространство и требуя идеального количества пара для запуска самолетов в зависимости от их веса. В 21 веке появилась новая технология, использующая авиационные катапульты: электромагнитная система запуска самолетов (EMALS). EMALS не требует пара, а использует салазки, которые электромагнитно толкают и тянут катапульту, пока корабль не поднимется в воздух. Эти EMALS могут работать в быстрой последовательности и более эффективны, чем их предшественники с паровой тягой. Они позволяют запускать более тяжелые самолеты с авианосцев, что приводит к увеличению дальности и ударной способности.
Катапульты в образовании
Катапульты представляют собой отличные инструменты для различных образовательных нужд. Благодаря преобладанию школьных программ в области естественных наук, технологий, инженерии и математики (STEM) катапульты позволяют преподавателям демонстрировать широкий спектр тем для обсуждения.
Педагоги используют катапульты, чтобы продемонстрировать физику движения снаряда катапульты. Даже использование веревки и зефира дает студентам возможность наблюдать за гравитацией, а также за потенциальной и кинетической энергией в процессе работы. Тестирование конструкции катапульты позволяет лучше понять свойства материала.
Катапульты дают реальное образование по математике, особенно по геометрии и алгебре. Запуск снаряда из катапульты отображает геометрическую дугу, известную как парабола. Помимо расчета силы тяжести, которую испытывает снаряд, учащиеся могут использовать квадратные уравнения, чтобы построить лучшую катапульту. Знакомство студентов с реальными примерами катапультов предлагает множество возможностей думать за пределами учебника и побуждает их расширить свой подход к математическим и научным задачам.
Катапульты как развлечение
Хотя рогатка по-прежнему остается классическим игрушечным примером катапульты, существуют более крупные и яркие формы катапульты, которые обеспечивают развлечение. Осенью распространены «тыквенные куски» или «панкин-чанкин», с помощью которых тыквы запускаются в воздух с помощью катапультов. Это стало осенней традицией: соревнования и зрители по-новому празднуют древнюю технологию.