Trebusz to średniowieczny silnik wojenny z procą do miotania pocisków. Ponieważ zbliża się Halloween, czy nie chcielibyście spędzić weekendu budując swój własny trebusz wystrzeliwujący dynie?
Trebuchety istnieją od średniowiecza i często były używane do rzucania przedmiotów na twierdzę wroga. Zazwyczaj były to duże kamienie, ale często rzucano również martwym i gnijącym żywym inwentarzem. W zależności od wielkości trebusza, który zbudujesz, będziesz prawdopodobnie rzucał mniejszymi obiektami, takimi jak piłki tenisowe. Albo dynie….
Jest różnica między trebuszem a katapultą. W trebuszu używa się zawiesia z przeciwwagą, która po zrzuceniu pocisku wymusza uniesienie długiego ramienia i pociągnięcie zawiesia wraz z pociskiem wzdłuż prowadnicy u podstawy. Przeciwwaga wykorzystuje siłę grawitacji do zapewnienia siły niezbędnej do wychylenia ramienia w górę. Zawiesie zwiększa długość ramienia i osiągi. Katapulta wykorzystuje mechanizm sprężyny piórowej do uwolnienia długiego ramienia. Lina jest owinięta wokół obracającego się bębna, a kiedy mechanizm sprężynowy zostaje zwolniony, uwalnia się również ramię i pocisk. Katapulta ma raczej kielich na końcu niż procę.
W 15 Niebezpiecznie Szalonych Projektach dla Złych Geniuszy autor Simon Monk mówi: „Trebusz czerpie energię z ciężaru, który spada, gdy ramię się kołysze. Energia potencjalna jest przekazywana do ramienia i procy trebusza i uwalniana jako energia kinetyczna w piłce tenisowej.”
Gdy znamy energię zgromadzoną w ciężarze i wiemy, jak daleko można rzucić pocisk, można zmierzyć energię wchodzącą do systemu i energię uwolnioną. Energię wejściową można obliczyć za pomocą wzoru: E=mgh gdzie „m” to masa ciężarka, „g” to przyspieszenie grawitacyjne na Ziemi (9,8), a „h” to wysokość. Możesz również obliczyć ilość energii przekazanej piłce tenisowej na podstawie przebytej przez nią drogi i jej masy. E=1|2 mv2 gdzie d=v2|g v2=dg. Następnie możesz obliczyć sprawność katapulty dzieląc energię przekazaną przez energię wejściową. Na tej podstawie możesz obliczyć sprawność swojego trebusza!
W latach 80-tych XIV wieku Leonardo da Vinci opracował dwa projekty, które miały ulepszyć katapultę. Istniały wady każdego z projektów, a wśród nich znaczny koszt produkcji stalowego mechanizmu i napięcie ramienia huśtawki byłoby ogromne. Uważa się, że żadna z katapult nie została zbudowana za jego życia. Jeśli jednak chciałbyś zobaczyć naturalnej wielkości działający model katapulty, sprawdź DVD Doing da Vinci z naszej kolekcji DVD. W tej 2-dVD kolekcji, 4 budowniczych i inżynierów podejmuje się zbudowania niektórych z nigdy wcześniej nie zbudowanych projektów da Vinci.
Monk mówi: „To prosta konstrukcja, której zbudowanie powinno zająć tylko kilka godzin i nie wymaga specjalnych narzędzi ani sprzętu.” Lista potrzebnych materiałów jest wymieniona, a instrukcje są jasno określone, w tym jak zrobić wagę z plastikowego pojemnika na płatki śniadaniowe wypełnionego mokrym piaskiem. Proca jest zrobiona z liny i kawałka kwadratowego materiału. Monk mówi też: „Idealny jest dość mocny materiał, taki jak dżins. Sługusów Geniusza Zła często można spotkać w dżinsach z usuniętymi dużymi płatami materiału. Geniusz Zła mówi im, że to jest najnowsza moda i sługusy są zadowolone.” (str. 20).
Jeśli wolisz mniejszą, biurkową wersję, możesz ją zrobić używając patyczków do lodów.
Masz kilka tygodni na zbudowanie i dopracowanie swojego trebusza przed Halloween! Miłej (i bezpiecznej) zabawy!
Wideo z dangerouslymad.com
Źródła:
Doing da Vinci. 2010. Silver Spring, MD : Discovery Channel : Louisville, CO : Gaiam Americas. Engineering Circulation Desk Video record 37148 DVD.
Monk, Simon. 2011. 15 niebezpiecznie szalonych projektów dla złego geniusza. Nowy Jork : McGraw Hill. Engineering Library TK9965 .M66 2011
Leonardo Da Vinci’s Life. Da Vinci’s Life. Date accessed, October 14, 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