Een trebuchet is een middeleeuwse oorlogsmachine met een slinger om raketten te werpen. Zou jij, met Halloween in het verschiet, niet het weekend willen doorbrengen met het bouwen van je eigen pompoen-lanceer trebuchet?
Trebuchets bestaan al sinds de middeleeuwen en werden vaak gebruikt om voorwerpen naar de vijandelijke vesting te gooien. Meestal waren het grote stenen, maar vaak werd ook dood en rottend vee gegooid. Afhankelijk van de grootte van de trebuchet die je bouwt, zul je waarschijnlijk kleinere voorwerpen gooien, zoals tennisballen. Of pompoenen….
Er is een verschil tussen een trebuchet en een katapult. Een trebuchet maakt gebruik van een strop en heeft een contragewicht dat, als het wordt neergelaten, de lange arm omhoog dwingt om de strop en het projectiel langs een schuif aan de basis te trekken. Het tegengewicht gebruikt de aantrekkingskracht van de zwaartekracht om de arm naar boven te laten zwaaien. De slinger vergroot de lengte van de arm en de prestaties. De katapult gebruikt een bladveermechanisme om de lange arm los te maken. Een touw is om een draaiende trommel gewikkeld en wanneer het veermechanisme wordt losgelaten, worden de arm en het projectiel ook losgelaten. Een katapult heeft een beker aan het eind in plaats van een slinger.
In 15 Dangerously Mad Projects for the Evil Genius, zegt auteur Simon Monk: “De trebuchet haalt zijn energie uit het gewicht dat valt als de arm zwaait. De ‘potentiële’ energie wordt overgedragen op de arm en de slinger van de trebuchet en komt vrij als kinetische energie in de tennisbal.”
Als je de energie weet die is opgeslagen in het gewicht en hoe ver het projectiel kan worden geworpen, kan de energie die in het systeem gaat en de energie die vrijkomt, worden gemeten. De ingaande energie kan worden berekend met de formule: E=mgh waarbij ‘m’ de massa van het gewicht is, ‘g’ de gravitatieversnelling op aarde (9,8) en ‘h’ de hoogte. Je kunt ook de hoeveelheid energie berekenen die aan de tennisbal is overgedragen met behulp van de afstand die de bal heeft afgelegd en zijn gewicht. E=1|2 mv2 waarbij d=v2|g v2=dg. Je kunt dan de efficiëntie van de katapult berekenen door de overgedragen energie te delen door de toegevoerde energie. Hieruit kun je dan de efficiëntie van je trebuchet berekenen!
Ergens in de jaren 1480 ontwierp Leonardo da Vinci twee ontwerpen die de katapult zouden verbeteren. Aan beide ontwerpen kleefden nadelen, waaronder de aanzienlijke kosten voor de productie van het stalen mechanisme en de enorme spanning van de schommelarm. Aangenomen wordt dat geen van beide katapulten tijdens zijn leven werd gebouwd. Als u echter een levensgroot werkend model van zijn katapult wilt zien, kijk dan eens naar de DVD Doing da Vinci uit onze DVD-collectie. Op deze 2-DVD-collectie gaan 4 bouwers en ingenieurs aan de slag met het bouwen van een aantal van da Vinci’s nooit eerder gebouwde ontwerpen.
Monk zegt: “Het is een eenvoudig ontwerp dat slechts een paar uur in beslag zou moeten nemen en waarvoor weinig speciaal gereedschap of apparatuur nodig is.” Er is een lijst met benodigde materialen en de instructies zijn duidelijk opgesteld, inclusief hoe het gewicht te maken van een plastic graanbak gevuld met nat zand. De slinger wordt gemaakt van touw en een lap vierkante stof. Monk zegt ook: “Een redelijk sterk materiaal als spijkerstof is ideaal. De volgelingen van de Kwade Genius dragen vaak spijkerbroeken waarvan grote stukken stof zijn verwijderd. De Kwade Genius vertelt hen dat dit de laatste mode is en de volgelingen zijn er blij mee.”
Als je liever een kleinere, bureauversie hebt, kun je er een maken met ijslollystokjes.
Je hebt nog een paar weken om je trebuchet te bouwen en af te stellen voor Halloween! Veel plezier (en veiligheid)!
Video van dangerouslymad.com
Bronnen:
Doing da Vinci. 2010. [Silver Spring, MD : Discovery Channel : Louisville, CO : Gaiam Americas. Engineering Circulation Desk Video record 37148 DVD.
Monk, Simon. 2011. 15 gevaarlijk gekke projecten voor het kwade genie. New York : McGraw Hill. Engineering Library TK9965 .M66 2011
Leonardo Da Vinci’s Life. Da Vinci’s Leven. Date accessed, 14 October 2015.
Trebuchet. dangerouslymad.com Date accessed Oct. 14, 2015
How to Build a Catapult – a Popsicle Stick Catapult. Stormthecaslte.com. Date accessed Oct. 15, 2015