Ultimamente ho esaminato i modelli di trabucco e ho notato che la maggior parte, se non tutti, hanno unimbracatura attaccata. Senza una simile imbracatura, la macchina sarebbe una catapulta. In termini di velocità ed energia di un proiettile lanciato, qual è la differenza generale tra una catapulta e una trabucco ? I proiettili del trabucco avrebbero unaccelerazione centripeta in più a causa della fionda?
Risposta
La fionda non è ciò che lo rende un trabucco invece di una catapulta. Le catapulte ricevono energia dalla tensione (solitamente torsione) e il braccio si ferma vicino alla sommità del suo arco per rilasciare il proiettile. I trabucchi traggono la loro energia dalla gravità. Il braccio è decentrato su un asse con lestremità di “lancio” più lunga (con o senza imbracatura) che trattiene il proiettile e lestremità di “carico” più corta (bloccata in posizione “su” prima del lancio) caricata con qualcosa di molto più pesante. Quando il carico viene lasciato cadere, il braccio di lancio gira a una velocità molto più rapida a causa della sua maggiore lunghezza. Pensala come se la punta di una frusta potesse raggiungere i 900 mph, ma la tua mano no. Per farlo sta solo approfittando dei punti di fulcro e dei contrappesi. Limbracatura si aggiunge a ciò estendendo il braccio di lancio senza aumentarne il peso di molto e migliorando anche la precisione. Lancia una palla da baseball con la mano a coppa come un cucchiaio e poi lancia con le dita allargate per ottenere la massima presa ed è facile vedere quale è più preciso.
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Let ” Diciamo che hai una catapulta che può essere trasformata in un trabucco attaccando una fionda allestremità dellasta sporgente. E diciamo che lancia sempre loggetto con la sua asta sporgente che si muove a una determinata velocità angolare istantaneamente prima che sia fermato.
Laggiunta della fionda ha alcuni vantaggi in termini di lancio di qualcosa contro un nemico. La fionda tende a lanciare loggetto con un angolo più orizzontale, il che significa che solleverà una linea attraverso il bersaglio piuttosto che cadere su di esso dallalto, questo aumenta il danno delloggetto, ma rende anche molto più facile mirare. Inoltre, la fionda non perde molta energia per attrito, quindi questo è un modo efficiente per reindirizzare lo slancio del tuo proiettile verso ciò che stai cercando di colpire.
Risposta
Entrambi funzionano secondo lo stesso principio: la velocità di un punto su un corpo rigido in rotazione è proporzionale alla sua distanza dal perno.
Limbracatura è semplicemente un modo ingegnoso per estendere la distanza del proiettile dal perno senza estendere il braccio rigido. Quando il braccio del trabucco si muove in un arco, la fionda esercita una forza centripeta sul proiettile ed è quindi tesa. Il raggio del La traiettoria del proiettile è ora la lunghezza del braccio rigido più un componente della lunghezza dellimbracatura. Per una data velocità angolare, questo aumenta la velocità a cui viaggia il proiettile.
Nota: Da ulteriori letture, si scopre che questa è una grossolana semplificazione eccessiva della cinematica dei lanci di trabucco. Ecco unanalisi molto più approfondita: http://www.real-world-physics-problems.com/trebuchet-physics.html
Risposta
In definitiva, lintervallo dipende dalla velocità di lancio. Questa è una combinazione di accelerazione (forza applicata) e tempo o distanza (durante laccelerazione).
Il trabucco sembra dare una “corsa di lancio” molto più lunga, quindi raggiunge una maggiore velocità di lancio. Gadget molto intelligenti.