Физика катапульты
(Размышление Ронли Тагатака, студента BSME)

СТРОИТЕЛЬСТВО КАТАПУЛЬТЫ

Когда нам поручили сделать катапульту, мне и моим одногруппникам очень хотелось сделать катапульту, которая превзошла бы ожидания нашего инструктора. Мы планировали, что основание катапульты будет выполнено из резных деревянных блоков, чтобы она могла выдержать усилие, возникающее при запуске снаряда под определенным углом. Однако мы узнали, что это будет стоить нам кучу денег. Из-за этого некоторые из нас почти отказались от катапульты, которую мы хотели получить. Однако я, как лидер, искал способ получить достаточно деревянных блоков для нашей катапульты, не вынимая наличных из наших кошельков. Я узнал, что у моей тети дома было много деревянных блоков, и я смог достать некоторые из них. В то время я чувствовал себя очень довольным, потому что моя команда получила то, что нам было нужно.

Забвение грядущего. Мне и моим одноклассникам было поручено закончить 3 набора задач по интегральному исчислению, содержащих 65 пунктов, в срок на следующей неделе (за 3 дня до практического занятия по катапульте). Несмотря на поставленные задачи, мы все же пытались добиться желаемой катапульты. Однако, как и у любого желания, у нас были проблемы с его достижением. У нас были проблемы со временем. За день до практики я и мои одногруппники были очень напуганы суждениями, которые мы, возможно, получим, если не добьемся успеха. Мы очень боялись услышать слова студентов-механиков? Они не в состоянии сделать простую катапульту?

Нам предстояло принять сложнейшее решение. Мы хотели продолжить преследование катапульты, которую начали. Однако нам совершенно ясно, что одного дня будет недостаточно, чтобы закончить его. Я признал усилия моей команды, и мне было очень жаль, что мы больше не можем продвигать катапульту, которую мы преследовали больше всего, поэтому я решил сказать им, что мы не будем продолжать проект, но вместо этого я вызвался построить более простую, но функциональную катапульта. Я немедленно пошел в Google и искал самую сильную форму. Я обнаружил, что основание в форме треугольника будет достаточно прочным, чтобы выдержать растяжение и отпускание рычага и резины. Я сделала 3 треугольника из палочек от эскимо и попыталась склеить их с помощью малярного скотча. Я очень сомневался, куда я буду торчать руку и резину, потом понял, что Youtube существует. Я нашел видео, очень похожее на катапульту, которую я пытаюсь представить
(https://youtu.be/cNqlGQeeT30 и https://youtu.be/Zg1Pz0WUMW4). Я поиграл и продолжил процедуру. Все шло очень хорошо, пока я не понял, что резиновая лента, которая есть у меня дома, недостаточно велика, недостаточно длинна и не обладает достаточной силой упругости, чтобы добиться сильного приложения силы при отпускании руки. Я попробовал импровизировать и соединил одну резинку с другой. Я смог поместить три пары резиновых лент внутрь катапульты пирамиды и начал тест запуска с помощью монеты. Удивительно, но катапульта сработала.

На практических занятиях по катапульте наш инструктор дал нам 3 категории: «Самая дальняя Xmax», «Самое длинное время полета» и «Цель». Я очень сомневался, что мы выиграем какую-либо из этих трех, потому что катапульта, которую мы использовали, была катапультой плана Б. Но, на удивление, МОЯ КОМАНДА ВЫИГРАЛА ВСЕ ЭТО.

#Командная работа окупается

ДВИЖЕНИЕ СТРЕЛА КАТАПУЛЬТЫ

Движение снаряда играет ключевую роль в работе катапульты, и понимание этой концепции необходимо для максимального использования ее потенциала.

Движение снаряда относится к параболическому пути, который проходит объект, когда он запускается в воздух. Этот путь определяется двумя факторами. Начальная скорость тела и сила тяжести, действующая на него. В случае катапульты начальная скорость обеспечивается напряжением в плече катапульты, которое ослабляется, когда плечо отводится назад, а затем отпускается. Затем сила гравитации берет верх, заставляя снаряд двигаться по дуге вниз к своей цели.

Траекторию снаряда можно корректировать, изменяя угол наведения катапульты.

Чтобы максимизировать эффективность катапульты, важно понимать принципы движения снаряда и то, как они применяются к материалу. Регулируя угол наведения катапульты, можно увеличить дальность и точность полета снаряда. Это связано с тем, что больший угол приведет к увеличению времени полета и большему пройденному расстоянию, а меньший угол приведет к более быстрой и прямой траектории.

Помимо регулировки угла наклона катапульты, также важно учитывать вес и размер запускаемого снаряда. Более тяжелый снаряд потребует большей силы для запуска, в то время как снаряд меньшего размера может быть труднее точно прицелиться.

В заключение, понимание принципов движения снаряда необходимо для максимизации эффективности катапульты. Регулируя угол, вес и размер запускаемого снаряда, можно добиться большей точности и дальности, что делает катапульту мощным оружием в любой ситуации. Так что в следующий раз, когда вы увидите катапульту в действии, найдите время, чтобы оценить физику, стоящую за ее невероятной силой.