Jag har tittat på trebuchet-design nyligen och jag har märkt att de flesta, om inte alla, har en sele fäst vid dem. Utan en sådan lyftsele skulle maskinen vara en katapult. När det gäller hastigheten och energin för en lanserad projektil, vad är den allmänna skillnaden mellan en katapult och trebuchet ? Skulle trebuchet-projektiler ha extra centripetalacceleration på grund av lyftselen?
Svar
Selen är inte det som gör det till en trebuchet istället för en katapult. Katapulter får energi från spänning (vanligtvis vridning) och armen träffar ett stopp nära toppen av bågen för att släppa projektilen. Trebuchets hämtar sin energi från gravitationen. Armen är centrerad på en axel med den längre ”start” -änden (med eller utan lyftsele) som håller projektilen och den kortare ”last” -änden (låst i ”upp” -läget före start) laddad med något mycket tyngre. När lasten tappas kommer lanseringsarmen runt med en mycket snabbare hastighet på grund av dess ökade längd. Tänk på det ungefär som spetsen på en tjurpisk kan nå 900 mph, men din hand kan inte. Det är bara att dra nytta av stödpunkter och motvikter för att göra det. Selen lägger till det genom att förlänga lanseringsarmen utan att öka vikten med mycket samtidigt som den förbättrar noggrannheten. Kasta en baseball med handen kupad som en sked och kasta sedan det med fingrarna spridda för att få maximalt grepp och det är lätt att se vilken som är mer exakt.
Svar
Låt ” s säger att du har en katapult som kan förvandlas till en trebuchet genom att fästa en lyftsele i slutet av den utskjutande stången. Och låt oss säga att den alltid startar föremålet med sin utskjutande stång som rör sig med en viss vinkelhastighet omedelbart innan den är stoppat.
Att lägga till lyftselen har vissa fördelar när det gäller att skjuta upp något mot en fiende. Selen tenderar att starta objektet i en mer horisontell vinkel vilket innebär att det kommer att ploga en linje genom målet i stället för att släppa ner på det ovanifrån, detta ökar skadorna på objektet, men gör det också mycket lättare att sikta. Dessutom tappar lyftselen inte mycket energi till friktion, så det här är ett effektivt sätt att omdirigera din projektil till det du försöker slå.
Svar
Båda fungerar på samma princip: hastigheten för en punkt på en stel kropp som genomgår rotation är proportionell mot dess avstånd från svängningen.
Selen är helt enkelt ett genialt sätt att förlänga projektilens avstånd från svängan utan att sträcka ut den stela armen. Eftersom trebuchet-armen rör sig i en båge utövar lyftselen en centripetal kraft på projektilen och dras därför stram. projektilens bana är nu längden på den stela armen plus en komponent i lyftselen. För en given vinkelhastighet ökar detta hastigheten som projektilen rör sig med.
Obs: Från vidare läsning visar det sig att detta är en grov överförenkling av kinematiken för trebuchet-lanseringar. Här är en mycket mer djupgående analys: http://www.real-world-physics-problems.com/trebuchet-physics.html
Svar
Nåväl i slutändan beror räckvidden på starthastigheten. Detta är en kombination av acceleration (applicerad kraft) och tid eller distans (under acceleration.)
Trebuchet verkar ge en mycket längre ”casting stroke”, så når en större starthastighet. Mycket smarta prylar.