V poslední době se dívám na návrhy trebuchetů a všiml jsem si, že většina, ne-li všechny, má k sobě připevněný popruh. Bez takového závěsu by byl stroj katapultem. Pokud jde o rychlost a energii vystřeleného projektilu, jaký je obecný rozdíl mezi katapultem a trebuchet ? Měly by trebuchetové projektily díky dostřelu extra dostředivé zrychlení?
Odpověď
Vak není tím, co z něj dělá trebuchet místo katapult. Katapulty získávají energii z napětí (obvykle kroucení) a paže zasáhne doraz v horní části oblouku, aby uvolnila projektil. Trebuchety získávají energii gravitací. Rameno je vycentrované na nápravě s delším „odpalovacím“ koncem (s nebo bez závěsu), který drží projektil a kratším „zaváděcím“ koncem (uzamčeným v poloze „nahoru“ před vypuštěním) zatíženým něčím mnohem těžším. Při pádu břemene se odpalovací rameno díky jeho zvětšené délce otáčí mnohem rychlejší rychlostí. Přemýšlejte o tom, jako by špička býčího biče mohla dosáhnout 900 mph, ale vaše ruka ne. Využívá k tomu pouze otočných bodů a protizávaží. Vak se k tomu přidá prodloužením odpalovacího ramene, aniž by se výrazně zvýšila jeho váha, a zároveň se zvýší přesnost. Hoďte baseball s rukou sevřenou jako lžíce a poté hoďte roztažením prstů získáte maximální přilnavost a snadno zjistíte, která je přesnější.
Odpovědět
Nechat “ řekněme, že máte katapult, který lze přeměnit na trebuchet připevněním závěsu na konec vyčnívající tyče. Řekněme, že objekt vždy vypustí tak, že vyčnívající tyč se okamžitě pohybuje určitou konkrétní úhlovou rychlostí, zastaveno.
Přidání praku má určité výhody, pokud jde o spuštění něčeho na nepřítele. Vázací prostředek má tendenci spouštět objekt v horizontálnějším úhlu, což znamená, že zorá čáru skrz cíl, místo aby na něj spadl seshora, což zvyšuje poškození způsobené objektem, ale také usnadňuje míření. Vak navíc neztrácí spoustu energie třením, takže je to efektivní způsob, jak přesměrovat hybnost vaší střely na to, na co se snažíte zasáhnout.
Odpovědět
Oba fungují na stejném principu: rychlost bodu na tuhém tělese podstupujícím rotaci je úměrná jeho vzdálenosti od otočného čepu.
Závěs je prostě důmyslný způsob, jak prodloužit vzdálenost střely od otočného čepu bez prodloužení tuhého ramene. Jak se trebuchetové rameno pohybuje v oblouku, smyčka vyvíjí dostředivou sílu na projektil, a proto je napnutá. Poloměr Trajektorie střely je nyní délka tuhého ramene plus součást délky závěsu. Pro danou úhlovou rychlost to zvyšuje rychlost, kterou projektil cestuje.
Poznámka: z z dalšího čtení se ukazuje, že se jedná o hrubé zjednodušení kinematiky startů trebuchetů. Zde je mnohem podrobnější analýza: http://www.real-world-physics-problems.com/trebuchet-physics.html
odpověď
Dosah nakonec závisí na rychlosti startu. Jedná se o kombinaci zrychlení (aplikovaná síla) a času nebo vzdálenosti (během zrychlení).
Zdá se, že trebuchet poskytuje mnohem delší „vrhací zdvih“, takže dosahuje vyšší rychlosti startu. Velmi chytré gadgety.