Мабуть, одне з найвідоміших, або сумнозвісне, облогове зброю - катапульта використовувалася для кидання снарядів ворожий оплот у спробі або послабити його оборону, або зламати волю тих, хто схований всередині. З фізичної точки зору, катапульта насправді є простим важелем, при цьому рука катапульти обертається на опорна точка, поки поперечина не зупинить руку і не випустить снаряд, що сидить у відрі в кінці рука Якщо ви маєте доступ до катапульти або зробите просту - для визначення сили її потрібно лише кілька вимірювань та кілька простих розрахунків.
Почніть із зважування снаряда. Для подальших необхідних розрахунків найкраще записати масу в кілограмах.
Перш ніж запускати снаряд, поставтесь у положення для вимірювання: скільки часу потрібно руці, щоб перейти з положення спокою до удару поперечина, скільки часу снаряд досягає максимальної висоти, скільки проходить снаряд і скільки часу потрібно для досягнення удару. Оскільки катапульта рухається на таких високих швидкостях, можливо, вам захочеться, щоб помічник із секундоміром взяв на себе вимірювання часу, використовуйте відео камери, щоб зафіксувати катапульту в дії та провести вимірювання на основі відеозаписів або скористатися декількома випробуваннями, щоб отримати всі ваші дані балів.
Визначте початкову горизонтальну швидкість vh використовуючи ударну відстань d снаряда і тривалість часу, необхідного для того, щоб туди потрапити, припускаючи, що снаряд рухався з однаковою горизонтальною швидкістю при ударі:
Визначте початкову вертикальну швидкість vv використовуючи час, необхідний снаряду для досягнення максимальної висоти tмакс, прискорення за рахунок сили тяжіння (9,8 метрів на секунду2), а вертикальна швидкість на максимальній висоті, яка дорівнює нулю:
Для визначення загальної швидкості vусього на основі горизонтальної швидкості vh і вертикальна швидкість vv як визначено на останніх двох кроках, ми використовуємо формулу:
Далі нам потрібно визначити прискорення нашого снарядаaвзявши початкову швидкість снаряда vусього і поділивши його на час, необхідний для досягнення цієї швидкості tпочатковий. Отже, якщо тпочатковий становить 0,25 секунди:
