Садржај
Вероватно једно од најпознатијих, или злогласних оружја за опсаду - катапулт је коришћен за бацање пројектила у непријатељско упориште у покушају да ослаби своју одбрану или пробије вољу оних заклоњених унутра. Са физичке тачке гледишта, катапулт је заправо једноставна полуга, при чему се катапулт рука окреће на месту док пречка не заустави руку и не пусти пројектил који сједи у канти на крају руке. Ако имате приступ катапулту или направите једноставан - за одређивање силе истог потребно је само неколико мерења и неколико једноставних израчуна.
Одређивање силе вашег катапулта
Започните с одмеравањем пројектила. За потребне калкулације које слиједе најбоље је масу забиљежити у килограмима.
Пре него што избаците свој пројектил, поставите се у положај за мерење: колико времена је потребно да се рука креће из положаја мировања до ударања по пречки, колико времена пројектил треба да досегне максималну висину, колико далеко пројектил путује и колико времена треба да постигне удар . Будући да се катапулт креће тако великим брзинама - можда ћете желети да имате помоћника који ће штоперицу преузети једно од мерења времена, помоћу видео камере снимите катапулт у акцији и извршите мерења на основу видео снимка или користите вишеструка испитивања да бисте добили све своје тачке података.
Одредите почетну хоризонталну брзину (Вх) коришћењем ударне удаљености (д) пројектила и дужину времена које је било потребно да би стигли тамо, претпостављајући да је пројектил путовао истом хоризонталном брзином приликом удара: (Тх): Вх = д / Тх . На пример, удаљеност од 100 метара у 10 секунди износи: Вх = 100/10 = 10 метара у секунди.
Одредите почетну вертикалну брзину (Вв) користећи време које је требало да пројектил достигне своју максималну висину (Тмак), убрзање гравитације (-9,8 метара / секунда ^ 2) и вертикалну брзину на максималној висини, која је нула: Вв = 0 - (гравитација * Тмак). Дакле, ако је пројектилу требало 5 секунди да достигне максималну висину: Вв = 0 - (-9,8 * 5 секунди) = 49,4 метара / секунду.
Да одредимо укупну брзину (Втотал) на основу хоризонталне брзине (Вх) и вертикалне брзине (Вв) како је одређена у последња два корака, користимо формулу: Втотал = квадратни корен од (Вв квадрат + Вх квадрат). Помоћу бројева наведених у претходним корацима добили бисмо: Втотал = квадратни корен од (10 ^ 2 + 49,4 ^ 2) = квадратни корен од (100 + 2440) = око 50 метара / секунду.
Затим морамо одредити убрзање нашег пројектила (Апрој) узимањем почетне брзине пројектила (Винитиал) и дељењем га с временом које је било потребно да би се достигла та брзина (Тинитиал). Дакле, ако је Тинитиал 0,25 секунди: Апрој = Винитијални / Тинитијални = 50 / 0,25 = 200 метара / секунди ^ 2.
Помножите ово убрзање (Апрој) са масом пројектила (Мпрој) и добит ћете количину силе коју катапулт (Фцат) врши на пројектил. Дакле, ако је Мпрој 1 килограм: Фцат = Мпрој к Апрој = 1 к 200 = 200 кг * м / секунда ^ 2 = 200 Невтона (стандардна јединица за силу).