Últimamente he estado mirando diseños de trebuchet y he notado que la mayoría, si no todos, tienen un cabestrillo adjunto. Sin tal cabestrillo, la máquina sería una catapulta. En términos de la velocidad y la energía de un proyectil lanzado, ¿cuál es la diferencia general entre una catapulta y trebuchet? ? ¿Los proyectiles de trebuchet tendrían una aceleración centrípeta adicional debido a la eslinga?
Respuesta
La eslinga no es lo que lo convierte en una catapulta en lugar de una catapulta. Las catapultas obtienen energía de la tensión (generalmente la torsión) y el brazo se detiene cerca de la parte superior de su arco para liberar el proyectil. Los trebuchets obtienen su energía de la gravedad. El brazo está descentrado en un eje con el extremo de «lanzamiento» más largo (con o sin cabestrillo) sosteniendo el proyectil y el extremo de «carga» más corto (bloqueado en la posición «arriba» antes del lanzamiento) cargado con algo mucho más pesado. Cuando se deja caer la carga, el brazo de lanzamiento gira a una velocidad mucho más rápida debido a su mayor longitud. Piense en ello como que la punta de un látigo puede alcanzar las 900 mph, pero su mano no. Para hacerlo, solo se aprovechan los puntos de apoyo y los contrapesos. El cabestrillo se suma a eso al extender el brazo de lanzamiento sin aumentar mucho su peso y al mismo tiempo mejorar la precisión. Lanzar una pelota de béisbol con la mano ahuecada como una cuchara y luego lanzar con los dedos abiertos para obtener el máximo agarre y es fácil ver cuál es más preciso.
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Let » Supongamos que tiene una catapulta que se puede convertir en un trabuquete colocando una eslinga en el extremo de la varilla saliente. Y digamos que siempre lanza el objeto con su varilla saliente moviéndose a una velocidad angular particular instantáneamente antes de detenido.
Agregar la honda tiene algunos beneficios en términos de lanzar algo a un enemigo. La eslinga tiende a lanzar el objeto en un ángulo más horizontal, lo que significa que abrirá una línea a través del objetivo en lugar de caer sobre él desde arriba, esto aumenta la producción de daño del objeto, pero también hace que sea mucho más fácil apuntar. Además, la eslinga no pierde mucha energía por la fricción, por lo que esta es una forma eficiente de redirigir el impulso de tu proyectil hacia lo que estás tratando de golpear.
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Ambos operan con el mismo principio: la velocidad de un punto en un cuerpo rígido en rotación es proporcional a su distancia desde el pivote.
La eslinga es simplemente una manera ingeniosa de extender la distancia entre el proyectil y el pivote sin extender el brazo rígido. A medida que el brazo de la catapulta se mueve en un arco, el cabestrillo ejerce una fuerza centrípeta sobre el proyectil y, por lo tanto, se tensa. El radio del La trayectoria del proyectil es ahora la longitud del brazo rígido más un componente de la longitud del cabestrillo. Para una velocidad angular dada, esto aumenta la velocidad a la que viaja el proyectil.
Nota: De lectura adicional, resulta que esta es una simplificación excesiva de la cinemática de los lanzamientos de trebuchet. Aquí hay un análisis mucho más profundo: http://www.real-world-physics-problems.com/trebuchet-physics.html
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Bueno, en última instancia, el rango depende de la velocidad de lanzamiento. Esta es una combinación de aceleración (fuerza aplicada) y tiempo o distancia (durante la aceleración).
La catapulta parece dar un «golpe de lanzamiento» mucho más largo, por lo que alcanza una mayor velocidad de lanzamiento. Gadgets muy inteligentes.