En trebuchet är en medeltida krigsmaskin med en slinga för att kasta missiler. När Halloween närmar sig, skulle du inte vilja tillbringa helgen med att bygga din egen trebuchet som kastar ut pumpor?
Trebuchets har funnits sedan medeltiden och användes ofta för att kasta föremål mot fiendens fästning. Vanligtvis var det stora stenar, men ofta kastades död och ruttnande boskap. Beroende på storleken på den trebuchet du bygger kommer du förmodligen att kasta mindre föremål, som tennisbollar. Eller pumpor….
Det finns en skillnad mellan en trebuchet och en katapult. En trebuchet använder en slinga och har en motvikt som, när den släpps, tvingar den långa armen uppåt för att dra slingan och projektilen längs en glidbana vid basen. Motvikten använder gravitationens dragkraft för att ge den kraft som krävs för att armen ska svänga uppåt. Slingan ökar armens längd och prestanda. Katapulten använder en bladfjädermekanism för att frigöra den långa armen. Ett rep är lindat runt en roterande trumma och när fjädermekanismen släpps loss, släpps även armen och projektilen. En katapult har en kopp i slutet i stället för en slinga.
I 15 Dangerously Mad Projects for the Evil Genius säger författaren Simon Monk: ”Trebuchet tar sin energi från vikten som faller när armen svänger. Den ’potentiella’ energin överförs till armen och slingan i trebuchet och frigörs som kinetisk energi i tennisbollen.”
När man vet vilken energi som lagras i vikten och hur långt projektilen kan kastas kan man mäta den energi som går in i systemet och den energi som frigörs. Den ingående energin kan beräknas med hjälp av formeln: E=mgh där ”m” är viktens massa, ”g” är gravitationsaccelerationen på jorden (9,8) och ”h” är höjden. Du kan också beräkna den mängd energi som överförts till tennisbollen med hjälp av den sträcka den färdats och dess vikt. E=1|2 mv2 där d=v2|g v2=dg. Du kan sedan beräkna katapultens effektivitet genom att dividera den överförda energin med den tillförda energin. Utifrån detta kan du sedan beräkna effektiviteten hos din trebuchet!
Under 1480-talet utarbetade Leonardo da Vinci två konstruktioner som skulle förbättra katapulten. Det fanns nackdelar med var och en av konstruktionerna och inkluderade den avsevärda kostnaden för att tillverka stålmekanismen och svängarmens spänning skulle ha varit enorm. Man tror att ingen av katapulterna byggdes under hans livstid. Men om du vill se en arbetsmodell i naturlig storlek av hans katapult kan du kolla in DVD:n Doing da Vinci från vår DVD-kollektion. I denna 2-DVD-samling tar fyra byggare och ingenjörer itu med att bygga några av da Vincis aldrig tidigare byggda konstruktioner.
Monk säger: ”Det är en enkel konstruktion som bara borde ta några timmar att bygga och som inte kräver mycket specialverktyg eller utrustning.” En lista över de material som behövs listas och instruktionerna är tydligt utformade, bland annat hur man tillverkar vikten av en flingpaketbehållare av plast fylld med våt sand. Slingan tillverkas med rep och en lapp av fyrkantigt tyg. Monk säger också: ”Ett någorlunda starkt material som denim är idealiskt. Det onda geniets hantlangare kan ofta hittas i jeans med stora tyglappar borttagna. Evil Genius berättar för dem att detta är det senaste modet och hantlangarna är nöjda.” (s. 20).
Om du föredrar en mindre, skrivbordsanpassad version kan du göra en med hjälp av glasspinnar.
Du har ett par veckor på dig att bygga och finjustera din trebuchet före Halloween! Ha en rolig (och säker) helg!
Video från dangerouslymad.com
Resurser:
Doing da Vinci. 2010. [Silver Spring, MD : Discovery Channel : Louisville, CO : Gaiam Americas. Engineering Circulation Desk Video record 37148 DVD.
Monk, Simon. 2011. 15 farligt galna projekt för det onda geniet. New York : McGraw Hill. Teknikbibliotek TK9965 .M66 2011
Leonardo Da Vincis liv. Da Vincis liv. Date accessed, October 14, 2015.
Trebuchet. dangerouslymad.com Date accessed Oct. 14, 2015
How to Build a Catapult – a Popsicle Stick Catapult. Stormthecaslte.com. Datum som besöktes den 15 oktober 2015