Тхе катапулт је предмет фасцинације за малу децу и друге који, рецимо, гледају филмове који приказују ратовање током средњег века или посећују музеј са оружјем од пре векова.
Катапулти постоје у неколико основних облика. Онај који вам је можда најпознатији је вероватно најдраматичнији, пролазећи кроз велики лук пре него што пошаље његов садржај према било којој несрећној мети или циљевима.
Физика катапулта нуди леп увод у свет кретања пројектила, који се бави ситуацијама „слободног пада“, тј. проблеми код којих је једина сила која утиче на покретну честицу она која је последица убрзања услед гравитације (обично Земљине).
Тхе Баллиста
Први познати катапулти изграђени су негде око 400. пне. У Грчкој. Најранији модел је подсећао на традиционални самострел, у коме се стрелица избацује у правцу напред (тј. Паралелно са земљом уколико механизам није под углом нагоре). У ствари, традиционална праћка, иако се можда некоме на њу гледа као на играчку, својеврсни је катапулт ове врсте.
Главна врста катапулта у облику самострела која се појавила у овом периоду названа је балиста. Сила је генерисана методичким увртањем ужета, које би бацало копље на велике даљине на противничке војске када би се пререзале напете ужади. Овај уређај је имао недостатак што је био користан само против непријатеља које су корисници могли да виде и усмери их изблиза.
Мангонел
Катапулт од мангонела такође се звао Онагер. Ако се чини да су Римљани имали одговор на све оно што су Грци радили у давним временима, или можда обрнуто, мангонел представља још један пример.
Овај катапулт изгледа као прелазна врста између балисте и традиционалног катапулта. Користи торзија (затезање око осе) „ускладиштено“ у конопцима, али оне покрећу „лепршаву“ руку кад се пресеку, а не бацају садржај попут камена или чак ватре у покрету „налик клипу“.
Иако је имао већи домет од балисте, мангонел је био ноторно непрецизан. Било је, међутим, лакше и лакше се кретати од места до места.
Требуцхет
Основни дизајн требушета је полуга, кратка рука окренута према непријатељу, а дужа рука представља пословни део; осовина их раздваја. Противтег се примењује на краћу руку како би се додала сила на месту испуштања пројектила из праћке.
Овај катапулт има два облика. Прва, а вучни требуше, управљала је група војника притискајући кратку руку пре пуштања. Други, а контрапункт требуше, радио је тако што су војници усредсредили своје напоре углавном на повлачење дуге руке уместо пре пуштања.
Катапултна физика
Наука која стоји иза катапулта лако се објашњава помоћу једначина кретања пројектила. Кључна ствар коју треба запамтити у вези са било којим проблемом кретања пројектила је да када се пројектил једном ослободи, једина сила којој се подвргава је сила сопствене тежине (која је последица гравитације).
Када се пројектил пусти, он има и хоризонталну и вертикалну компоненту кретања. Срећом за физичаре и студенте, они се могу анализирати одвојено, јер гравитација не утиче на хоризонтално кретање. Резултат ове анализе даје једначину за удаљеност Р коју ће пројектил прећи ако се пусти са датом почетном брзином в0 под одређеним углом θ у односу на земљу:
Р = \ фрац {в_ {0} ^ 2син 2 \ тхета} {г}
Ако експериментишете са различитим вредностима за угао лансирања, открићете да вредност син 2θ има највећу вредност 1, када је θ 45 степени. Стога, ако желите да лансирате пројектил што је даље могуће, усмерите га тачно на пола пута до тачке директно изнад главе и пуцајте!
- Погледајте Ресурсе за приручни водич за прављење сопственог катапулта малог обима.