Moderna användningar av en katapult

När man överväger en katapult är kanske den första bilden som kommer att tänka på en gaffelstav, ett gummiband och en sten som består av den tidlösa leksaken och verktyget som kallas slangbella. Under många århundraden utvecklades katapultteknologin till något helt annat än ett litet handhållet objekt för att starta stenar.

TL; DR (för lång; Läste inte)

Katapulter utvecklades från enkla slangskott till belägringsvapen. Idag kan katapulter användas för att starta flygplan från hangarfartyg eller för att visa fysik och matematik för studenter.

Katapulter uppstod i det antika Grekland omkring 399 f.Kr., enligt 1-talet f.Kr. historikern Diodoros. En katapult som presenterades i belägringen av Motya år 397 f.Kr., förändrade för alltid artillerikrig. Katapulter utvecklades från handhållna sammansatta bågar som kallas gastrafeter och större bågmaskiner. Torsionskatapulter uppstod cirka 50 år senare. Dessa katapulter, som kallas euthytoner, användes för att skjuta pilar och var gjorda av träarmar och ramar med fjädrar och en utlösningsmekanism. Stenkastande katapulter (palintoner) representerade ett designskifte. Dessa katapulter var mycket större och kunde riggas för att skjuta antingen pilar eller stenar. Så småningom blev ordet "ballista" synonymt med palintonekatapulter. Mycket större katapulter uppstod, särskilt år 69 e.Kr. under Trajans regering, när en enorm ballista användes för att riva en fiendelinje vid det andra slaget vid Cremona. Enarmade stenprojektionsmaskiner som kallades skorpioner kom sedan till förmån.

Katapulten dominerade i århundraden som ett skrämmande krigsvapen. Katapulter valvade eldföremål, pilar, stenar i alla storlekar och till och med lik och pestilensvektorer in i eller över slottets murar. Katapulter representerade objekt av teknologisk skicklighet såväl som militär makt, och härskare firade de tidiga ingenjörerna och matematikerna som var involverade i att göra katapulter. Före tillkomsten av krutts vanliga användning visade katapulter i ett slags vapenlopp bland härskare. Katapulter uthärdade genom medeltiden som belägringsvapen; även under första världskriget användes katapulter i diken.

I mitten av 1900-talet tog katapulter vägen till hangarfartyg. Enorma ångdrivna katapulter, hundratals meter långa, lanserade flygplan från transportörernas korta landningsbanor. Den stora storleken på ångkatapulter visade sig vara en skyldighet och tog upp betydande utrymme och krävde den perfekta mängden ånga för att starta flygplan beroende på deras vikt. Under 2000-talet uppstod en ny teknik som använder flygplanskatapulter: det elektromagnetiska flygplanets lanseringssystem (EMALS). EMALS kräver ingen ånga utan använder slädar som elektromagnetiskt skjuter och drar katapulten tills båten är luftburen. Dessa EMALS kan fungera i snabb följd och är effektivare än sina ångdrivna föregångare. De gör att tyngre flygplan kan sjösättas från transportörer, vilket leder till ökad räckvidd och strejkförmåga.

Catapults är utmärkta verktyg för olika utbildningsbehov. Med övervikt av vetenskap, teknik, teknik och matematik (STEM) skolprogram, ger katapulter lärare att visa ett brett spektrum av diskussionsämnen.

Lärare använder katapulter för att demonstrera fysik med katapults projektilrörelse. Även användningen av strängar och marshmallows ger eleverna möjlighet att observera gravitation såväl som potentiell och kinetisk energi på jobbet. Att testa katapultdesigner ger insikt i materialegenskaper.

Katapulter ger en verklig utbildning i matematik, särskilt geometri och algebra. Att starta en projektil med en katapult visar den geometriska bågen som kallas parabolen. Förutom att beräkna tyngdkraften som en projektil upplever, kan eleverna använda kvadratiska ekvationer för att bygga en bättre katapult. Att engagera studenter med verkliga exempel på katapulter ger många möjligheter att tänka utanför läroboken och uppmuntrar dem att utöka sin inställning till matematiska och naturvetenskapliga problem.

Medan slanghoten fortfarande håller sin plats som ett klassiskt leksaksexempel på katapulter finns det större och snabbare former av katapulter som ger underhållning. Vanligt på hösten använder "pumpchuck" eller "punkin chunkin" katapulter för att släppa pumpor i luften. Detta har blivit en hösttradition med tävlingar och åskådare som firar en gammal teknik på ett roligt nytt sätt.