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A ação de uma catapulta usa tensão, torção e gravidade. Como as catapultas no filme de Peter Jackson, "O Retorno do Rei", as catapultas são armas de cerco que lançam projéteis contra um alvo inimigo sem o uso de explosivos. Crucial durante as eras medievais e ainda mais cedo, essas máquinas simples usam a energia armazenada para liberar um projétil ou carga útil.
TL; DR (muito longo; não leu)
Catapultas empregam física básica para funcionar. A primeira catapulta, uma balista, simulou a ação de uma besta, disparando uma flecha enorme como míssil. O dispositivo recebeu esse nome da palavra grega ballistes, que significa arremessar. Apesar da precisão dessa arma de cerco, faltava o poder encontrado nas catapultas trebuchet e mangonel.
The Ballista
Se você usou uma besta ou viu uma demitida, pode imaginar como uma balista funciona. Como um mangonel, emprega cordas torcidas para criar torção, ou tensão, sobre o eixo de rotação. Em vez de ter um braço que gira através de um plano vertical, ele usa braços gêmeos que se movem através de um plano elevado acima da horizontal, para um ângulo escolhido pela tripulação. Este dispositivo pode disparar pedras como outras catapultas, mas é especialmente adequado para disparar dardos e lanças enormes.
O Trebuchet
O tipo de catapulta mais eficiente e preciso, um trebuchet utiliza um contrapeso mais pesado que a carga útil para fornecer energia para o lançamento. O aparelho é montado como uma gangorra, com o ponto de articulação muito mais próximo da extremidade do contrapeso na frente do que da carga útil e da cinta na parte traseira. Como exemplo do princípio da vantagem mecânica, a velocidade linear da funda - neste caso, a velocidade com a qual a carga útil traça seu arco imediatamente antes de ser lançada - é mais do que a do contrapeso, simplesmente devido ao massa maior deste último.
The Mangonel
O tipo mais familiar de catapulta, o mangonel dispara projéteis em ângulos mais baixos do que um trabuco, tornando-o mais adequado para destruir paredes do que atirar objetos sobre elas. Em termos físicos, a tensão é criada em direções opostas por cordas, uma na direção do lançamento e a outra em direção ao solo, abaixo da carga útil. Quando os soldados cortam a corda amarrada ao chão, o braço do mangonel acelera rapidamente em direção ao alvo e a carga voa. A energia potencial em si se origina nas propriedades elásticas do dispositivo: a madeira flexível une o braço pivotante ao resto do aparelho.
Catapulta do tipo faça você mesmo
Crie sua própria catapulta de mesa, estilo mangonel - também chamada de mecanismo de cerco nos velhos tempos - usando peças e ferramentas facilmente encontradas. Você precisará de uma dúzia ou mais de pedaços de madeira de 15 a 30 cm de comprimento, um suprimento de pregos ou parafusos pequenos, cola de madeira, algumas tiras elásticas resistentes, um par de parafusos de olhal, uma barra de metal de 15 cm e uma pedaço de papelão cerca de 4 polegadas quadradas. Para um desafio especial, tente montá-los sem instruções.