Ko razmišljamo o katapultu, je morda prva slika, ki mi pride na misel, razcepljena palica, gumijasti trak in skala, ki vsebuje brezčasno igračo in orodje, znano kot frača. Skozi dolga stoletja se je katapultna tehnologija razvila v nekaj povsem drugega kot majhen ročni objekt za spuščanje kamenja.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Katapulti so se razvili iz preprostih frač v oblegovalno orožje. Danes lahko katapulte uporabimo za izstrelitev letal iz letalonosilcev ali za prikaz fizike in matematike študentom.
Kratka zgodovina katapultov
Katapulti so se pojavili v starodavni Grčiji okoli leta 399 pr.n.št., po navedbah 1. stoletja pr. zgodovinar Diodoros. Katapult v obleganju Motye leta 397 pr.n.št., ki je za vedno spremenil topništvo. Katapulti so se razvili iz ročnih sestavljenih lokovnih naprav, imenovanih gastrafeti, in večjih mašnic za premce. Torzijski katapulti so nastali približno 50 let kasneje. Za izstreljevanje puščic so bili ti katapulti, imenovani evtitoni, izdelani iz lesenih krakov in okvirjev z vzmetmi in sprožilnim mehanizmom. Katapulti za metanje kamna (palintoni) so predstavljali oblikovni premik. Ti katapulti so bili veliko večji in so jih lahko namestili tako, da so puščali puščice ali kamne. Sčasoma je beseda "balista" postala sinonim za palintonske katapulte. Veliko večji katapulti so nastali, zlasti leta 69. leta pod Trajanovo vladavino, ko je bila v drugi bitki pri Cremoni z ogromno balisto porušena sovražnikova črta. Nato so naklonjeni enoroki stroji za štrlenje kamna, imenovani škorpijoni.
Vojno orožje
Katapult je stoletja prevladoval kot vojno orožje, ki povzroča strah. Katapulti so obokali zažigalne predmete, puščice, kamne vseh velikosti in celo trupla in vektorje kuge v ali nad grajsko obzidje. Katapulti so predstavljali predmete tehnološke moči, pa tudi vojaške moči, vladarji pa so praznovali zgodnje inženirje in matematike, ki so sodelovali pri izdelavi katapultov. Pred pojavom redne uporabe smodnika so katapulti nastopali v nekakšni oboroževalni tekmi med vladarji. Katapulti so v srednjem veku preživeli kot oblegovalno orožje; celo v prvi svetovni vojni so v rovovskih vojnah uporabljali katapulte.
Sredi 20. stoletja so se katapulti prebili do letalonosilk. Ogromni katapulti na pari, dolgi več sto metrov, so izstrelili letala s kratkih vzletno-pristajalnih stez prevoznikov. Sama velikost parnih katapultov se je izkazala za odgovornost, saj je zavzela velik prostor in je za izstrelitev letal zahtevala popolno količino pare, odvisno od njihove teže. V 21. stoletju se je pojavila nova tehnologija z uporabo letalskih katapultov: elektromagnetni sistem za izstrelitev letal (EMALS). EMALS ne potrebuje pare, ampak raje uporablja sani, ki elektromagnetno potiskajo in vlečejo katapult, dokler plovilo ni v zraku. Ti EMALS lahko delujejo hitro zaporedoma in so učinkovitejši od predhodnikov na parni pogon. Omogočajo izstrelitev težjih letal s prevoznikov, kar vodi do večjega dosega in zmogljivosti za udar.
Katapulti v izobraževanju
Katapulti predstavljajo izvrstno orodje za različne izobraževalne potrebe. S prevlado šolskih programov znanosti, tehnologije, inženirstva in matematike (STEM) katapulti omogočajo vzgojiteljem, da prikažejo široko paleto tem za razprave.
Vzgojitelji s katapulti prikazujejo fiziko s premikanjem projektila. Tudi uporaba vrvic in marshmallowov daje študentom možnost opazovanja gravitacije ter potencialne in kinetične energije pri delu. Preizkušanje modelov katapultov ponuja vpogled v lastnosti materiala.
Katapulti zagotavljajo resnično izobraževanje iz matematike, zlasti geometrije in algebre. Izstrelitev izstrelka s katapultom prikaže geometrijski lok, znan kot parabola. Poleg izračuna gravitacijske sile, ki jo izstreli izstrelek, lahko študentje s kvadratnimi enačbami zgradijo boljši katapult. Vključevanje učencev iz resničnih primerov katapultov ponuja veliko priložnosti za razmišljanje zunaj učbenika in jih spodbuja, naj razširijo svoj pristop k matematičnim in naravoslovnim problemom.
Katapulti kot zabava
Medtem ko je frača še vedno mesto klasičnega igračnega primera katapultov, obstajajo večje in bolj bleščeče oblike katapultov, ki zagotavljajo zabavo. Jesen, ki je "jesen buč" ali "punkin čunk", s katapulti izstreli buče v zrak. To je postala jesenska tradicija, saj tekmovanja in gledalci praznovali starodavno tehnologijo na zabaven nov način.