หนังสติ๊กทำงานอย่างไร?

หนังสติ๊ก เป็นวัตถุที่น่าดึงดูดใจสำหรับเด็กเล็กและคนอื่นๆ ที่ชมภาพยนตร์เกี่ยวกับสงครามในยุคกลางหรือเยี่ยมชมพิพิธภัณฑ์ที่มีอาวุธยุทโธปกรณ์เมื่อหลายศตวรรษก่อน

หนังสติ๊กมีหลายรูปแบบพื้นฐาน สิ่งที่คุณอาจคุ้นเคยมากที่สุดคือเนื้อหาที่น่าทึ่งที่สุด กวาดผ่านส่วนโค้งขนาดใหญ่ก่อนที่จะส่งเนื้อหาไปยังเป้าหมายหรือเป้าหมายที่โชคร้ายที่อยู่ด้านล่าง

ฟิสิกส์ของหนังสติ๊กนำเสนอการแนะนำที่ดีสู่โลกแห่งการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับสถานการณ์ "การตกอย่างอิสระ" กล่าวคือ ปัญหาที่แรงอย่างเดียวที่ส่งผลต่ออนุภาคที่เคลื่อนที่คือเป็นผลมาจากความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (โดยปกติ ของแผ่นดิน)

หนังสติ๊กที่รู้จักกันครั้งแรกถูกสร้างขึ้นประมาณ 400 ปีก่อนคริสตศักราชในกรีซ โมเดลแรกสุดคล้ายกับหน้าไม้แบบดั้งเดิม ซึ่งลูกศรพุ่งออกไปในทิศทางไปข้างหน้า (เช่น ขนานกับพื้น เว้นแต่กลไกจะทำมุมขึ้น) อันที่จริง หนังสติ๊กแบบดั้งเดิมในขณะที่บางคนอาจมองว่าเป็นของเล่นก็เป็นหนังสติ๊กประเภทนี้

ประเภทหลักของหนังสติ๊กแบบหน้าไม้ที่ปรากฏในช่วงเวลานี้เรียกว่า ballista แรงนี้เกิดจากการบิดเชือกอย่างเป็นระบบ ซึ่งจะเหวี่ยงหอกไปยังกองทัพฝ่ายตรงข้ามในระยะทางไกล เมื่อเชือกตึงถูกตัด อุปกรณ์นี้มีข้อเสียคือมีประโยชน์เฉพาะกับศัตรูที่ผู้ใช้สามารถมองเห็นและเล็งอย่างใกล้ชิดเท่านั้น

หนังสติ๊กมะม่วงเรียกอีกอย่างว่าโอนาเจอร์ หากดูเหมือนว่าชาวโรมันมีคำตอบสำหรับทุกสิ่งที่ชาวกรีกทำในสมัยโบราณ หรืออาจจะในทางกลับกัน มะม่วงก็เป็นตัวอย่างหนึ่ง

หนังสติ๊กนี้ดูเหมือนสายพันธุ์เฉพาะกาลระหว่าง ballista และหนังสติ๊กแบบดั้งเดิม มันใช้ประโยชน์จาก แรงบิด (ความตึงเครียดรอบแกน) "เก็บไว้" ในเชือก แต่สิ่งเหล่านี้ขับแขน "เหวี่ยง" เมื่อตัดแทนที่จะขว้างเนื้อหาเช่นหินหรือแม้แต่ไฟในการเคลื่อนไหว "เหมือนลูกสูบ"

แม้ว่าจะมีระยะยิงที่ไกลกว่าบัลลิสต้า แต่มังคุดก็มีความคลาดเคลื่อนอย่างเห็นได้ชัด อย่างไรก็ตาม มันเบากว่าและง่ายต่อการเคลื่อนย้ายจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง

การออกแบบพื้นฐานของ Trebuchet คือคันโยก โดยให้แขนสั้นหันไปทางศัตรู และแขนที่ยาวกว่าเป็นส่วนของธุรกิจ เพลาแยกทั้งสอง ใช้น้ำหนักถ่วงกับแขนที่สั้นกว่าเพื่อเพิ่มแรงที่จุดที่กระสุนปืนถูกปล่อยออกจากสลิง

หนังสติ๊กนี้มาในสองรูปแบบ ครั้งแรก ฉุด trebuchetถูกปฏิบัติการโดยกลุ่มทหารที่กดแขนเสื้อลงก่อนปล่อย อีกอันหนึ่ง a เทียม Trebuchetทำงานโดยให้ทหารมุ่งความพยายามเป็นหลักในการดึงแขนยาวลงมาแทนก่อนปล่อย

วิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังเครื่องยิงหนังสติ๊กสามารถอธิบายได้ง่ายโดยใช้สมการการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ สิ่งสำคัญที่ต้องจำเกี่ยวกับปัญหาการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์คือเมื่อปล่อยโพรเจกไทล์แล้ว แรงที่มันจะต้องได้รับก็คือน้ำหนักของมันเอง

เมื่อปล่อยโพรเจกไทล์ออกมา มันจะมีทั้งองค์ประกอบการเคลื่อนที่ในแนวนอนและแนวตั้ง โชคดีสำหรับนักฟิสิกส์และนักศึกษา สิ่งเหล่านี้สามารถวิเคราะห์แยกกันได้ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงไม่ส่งผลต่อการเคลื่อนที่ในแนวนอน ผลของการวิเคราะห์นี้สร้างสมการสำหรับระยะทาง R ที่กระสุนปืนจะเคลื่อนที่หากปล่อยด้วยความเร็วเริ่มต้นที่กำหนด v₀ ที่มุมที่กำหนด θ เทียบกับพื้นดิน:

หากคุณทดลองด้วยค่ามุมที่ต่างกันออกไป คุณจะพบว่าค่าของบาป 2θ มีค่ามากที่สุดคือ 1 เมื่อ θ เท่ากับ 45 องศา ดังนั้น หากคุณต้องการปล่อยกระสุนออกไปให้ไกลที่สุด ให้เล็งไปที่จุดที่อยู่เหนือศีรษะตรงครึ่งทางแล้วยิงออกไป!

• ดูแหล่งข้อมูลสำหรับคำแนะนำที่มีประโยชน์ในการสร้างหนังสติ๊กขนาดเล็กของคุณเอง