Hvordan bygge en sterk katapult

Styrken til en katapult kan enten henvise til stabiliteten til katapultrammen og dens evne til å tåle bruk, eller det kan referere til styrken som katapulten lanserer prosjektiler med. Imidlertid kan det å vite hvordan du bygger rammen til katapulten din hjelpe deg å forstå hvordan du bygger en sterkere maskin og starte et prosjektil lenger med enda større kraft. Ved hjelp av grunnleggende prinsipper innen ingeniørfag kan du lage en stor fungerende katapult, eller du kan bruke disse prinsippene til å bygge en mindre skala.

Fremgangsmåte

Del en av 4: Forbereder å bygge

1. en Samle materialene. For å sikre at du bygger den beste og sikreste katapulten, finn holdbare og sterke materialer som tåler de ekstreme kreftene katapulten vil bruke når du skyter gjenstander. Det er mange materialer du kan bruke i konstruksjonen av katapulten din, men i det minste trenger du:
   • Broomstick eller sveiv
   • Polstring
   • Kryssfiner (1/4 'til 1/2' tykk, 15 'med 18 og 1/2')
   • Tau (sterkt, elastisk foretrukket, som kjernemanteltau)
   • Skruer eller bolter
   • Vekter (valgfritt)
   • Tre (helst ikke-fleksibelt, som eiketre)
     • Hvis du bruker 2x4 planker, samles: to stykker på 36 ', ett stykke på 30', fire stykker på 15 'og et stykke på 18'
2. 2 Tenk på base og vekter. Siden katapulten din bruker slike kraftige krefter for å løse ut nyttelasten, trenger du en sterk og solid plattform for lansering, samt et sterkt og stabilt fundament. Dårlig fundament kan kaste bort målet ditt eller føre til at katapulten din mislykkes.
   • Torsion-katapulter, som er det tekniske navnet på en vanlig katapult, har historisk blitt bygget med tunge, forsterkede sider, da disse ville tillate tyngre nyttelast, større strekkraft og større stabilitet.
3. 3 Skjær kryssfinerstøttene dine. For bunnen av denne katapulten, vil du bruke en 2x4 base støttet med kryssfiner trekanter. For å forberede kryssfinérstøttene dine, ta et rektangulært stykke kryssfiner 1/4 'til 1/2' tykt, 15 'med 18 og 1/2', og skjær det diagonalt i to like trekanter.
4. 4 Velg riktig materiale for kastearmen. Tradisjonelt ble gran eller gran brukt til kastearmen, da disse skogene var lette og sterke. Ta kontakt med din lokale tømmerhage for å se om disse er et rimelig alternativ, og hvis ikke, be om noen alternativer, hvorav to følger:
   • Tykt PVC-rør
   • Metallrør (lett, holdbart)
5. 5 Klipp torsjonshåndtakene. Du trenger tau torsjon for å gi startkraften til katapulten din. Jo flere vendinger, jo større dreiemoment, jo mer kraft vil katapulten din ha. Mengden vridning (vridning) du kan oppnå er bare begrenset av styrken din og styrken til materialene du har brukt til å lage katapulten din. For å lage torsjonshåndtakene, ta et kosteskaft og skjær i to 15-tommers segmenter. Annonse

Del 2 av 4: Danner basen

1. en Legg ut høyre side av basen. Plasser 36 '2x4 flat, langveis på arbeidsbenken eller på en annen solid, solid overflate. Plasser 18 '2x4 i rett vinkel mot 36' stykket 15 'fra enden av 36' stykket og skru dem på plass.
2. 2 Fest kryssfiner-trekanten din. Plasser den på 2x4-plankene dine. 18 '-siden av kryssfiner vil være loddrett mot 36' -planken, basen er parallell med 36'-planken, og diagonalen vil tilnærmet spenne avstanden mellom de to endene på hver 2x4-planke. Skru ned trekanten din sikkert til 2x4-en. Dette utgjør en base i katapulten din.
3. 3 Legg ut venstre side av basen og fest det andre trekantede kryssfinerstykket. På samme måte som du konstruerte høyre side, legg 36 'og 18' 2x4 plankene i rett vinkel 15 'fra enden av det lange stykket, og skru det trekantede kryssfinérstykket på plass på toppen av de to 2x4 plankene, med bunnen parallelt med 36 '2x4.
4. 4 Koble til venstre og høyre side av basen. Bruk dine to 15 'lange 2x4 planker, skru venstre og høyre side, med bunnen av trekanten din og bunnen av din 36' 2x4 som danner bunnen, og la hypotenusen (diagonalen) vende opp. Bruk lange skruer for å sikre at rammen er solid.
   • Ikke bruk negler til denne delen av rammen. Negler er følsomme for det stresset katapulten vil utøve, og kan løsne seg over tid.
   Annonse

Del 3 av 4: Danner armen

1. en Snu basen din høyre side opp. Nå som du har konstruert rammen din, vil du begynne å jobbe med å konstruere kastearmen. Den øverste siden av katapulten din vil ha de 18 'vertikale brettene pekende rett opp, og de 36' brettene dine legger flat kant.
2. 2 Skru inn et tverrstiv mellom sidene. Øverst på 18 'vertikale brett, skru inn et annet 18' stykke mellom de to for å danne tverrstaget til katapulten din. Toppen av tverrstaget bør være i nivå med toppen av de vertikale 18 '2x4-brettene.
3. 3 Forbered armen. Ta 30 '2x4 og mål 2,5' fra den ene enden. Bor et 1/2 'sentrert hull klart på den smale siden av brettet gjennom hele bredden på 2x4.
4. 4 Fest en kopp eller lanseringskurv. Skru en plastkopp til midten av den flate siden av 2x4. Dette bør også være motsatt side fra der du boret et hull gjennom kortsiden av 2x4. Eksperimenter gjerne med andre materialer og holdeanordninger, som kurver, boller og vesker.
5. 5 Bor et hull i basen. Bor et 1 'hull i hver side av basen til enden med din trekantede støtte. Dette hullet må sentreres 6 'fra enden av 36' stykket der enden av kryssfiner-trekanten også skal ende. Mål deretter 2,5 'opp fra bunnen av enheten og bor.
6. 6 Putt armen. Armene til katapulten din fungerer ved å bli trukket eller vinsjet tilbake etter å ha satt spenning på tauet som vil bli snørt gjennom rammen. Der kastearmen til katapulten din møter tverrstaget ditt, er det lurt å legge til polstring, som et teppe eller flere lag med innpakket filler. Dette vil forhindre at katapulten din skader seg selv når armen trekkes tilbake, slippes og kommer i kontakt med tverrstaget. Annonse

Del 4 av 4: Snøring av armen

1. en Snør tauet. Du trenger omtrent 20 'tau for å fullføre snøring. Fest tauet rundt kosteskafthåndtaket ditt, og ta det deretter gjennom hullet på høyre side av basen, gjennom hullet du boret i armen på katapulten, ut på motsatt side av basen og tilbake til ditt andre kosteskafthåndtak. Slyng den rundt det andre håndtaket, og ta det tilbake gjennom rammen til det første håndtaket, der du vil løkke ledningen igjen. Gjør dette flere ganger.
   • Når du velger tau, se etter sterkt materiale som har noe strekk. Kernmanteltau, som fallskjermledning, er et utmerket alternativ.
   • Ta ledningen din frem og tilbake gjennom rammen og armen flere ganger for å sikre at tauet ditt er festet godt til rammen.
   • Mens du snører, ikke bekymre deg for å holde tauet tett. Når du snur håndtakene, vil du stramme tauet og bruke utskytingskraft.
2. 2 Bruk en over under bevegelse for å fullføre snøringen. Etter at du har ført ledningen gjennom bunnen av katapulten og kastearmen din flere ganger for å feste den til rammen og armen, og begynn med det andre håndtaket, ta enden av ledningen rundt det andre håndtaket i en løkke som går gjennom hullet i rammen din og under kastearmen, som går gjennom hullet på den andre siden for å løkke rundt ditt første håndtak. Fortsett denne bevegelsen, og følg hver overlining av armen med en under-snøring med hvert ledning av ledningen gjennom rammen.
   • Dette skal danne en figur åtte form med tauet ditt der du tydelig kan se tauet vri seg sammen. Jo flere vendinger du legger til under over- og under bevegelse, jo mer spenning og større kraft vil katapulten din ha.
   • Etter at du har festet tauet til armen og rammen, bør du ikke fortsette å trekke linjen gjennom kastearmen. For å oppnå den spenningen som er nødvendig for å kaste et prosjektil, må du snøre ferdig ved å gå gjennom rammehullene, rundt kosthåndtakene i løkker, og over og under kastearmen.
   • Sørg for at løkkene holder seg forankret rundt kosthåndtakene.
3. 3 Knut enden av ledningen til siden av armen. Når du når enden av tauet, pakk det rundt strengene til den ene siden av katapulten, kryss deretter og gjør det samme på den andre siden. Nå kan du knute enden av ledningen, og sørge for at den ikke kommer til å gå tapt med den ekstra fordelen ved å holde tauet ordnet.
4. 4 Legg til en fangst for kastearmen. Når du vrir håndtakene, vil tauets vridning føre til at kastearmen din stiger til spenningen holder den mot tverrstaget. La armen hvile helt tilbake i utskytingsposisjonen og bedømme hvor du skal installere fangsten din, bor deretter et hull og sett inn kroken.
   • Ved å installere en lås på baksiden av rammen, trenger du ikke å trekke armen tilbake for å starte nyttelasten. Bare slipp fangsten etter å ha påført spenning, og armen din vil springe fremover, stopper ved tverrstaget og skyver nyttelasten.
5. 5 Bevæp katapulten din og bruk torsjon. Håndtakene dine skal nå være på hver side av katapultbunnen, parallelt med dine 36 'stykker og festet til rammen og kastearmen med tau. Drei håndtakene for å skape vridning i tauet. Dette vil gi katapulten spenning, bare legg til en nyttelast i koppen din, vikle sopelistene, løsne fangsten og skyte av. Annonse

Samfunnsspørsmål og svar

• Spørsmål Kan jeg lage denne katapulten i mindre skala? Ja, så lenge du bruker lignende proporsjoner. Husk at en mindre katapult ikke vil være veldig sterk, og den vil heller ikke kunne kaste så langt.
• Spørsmål Kan jeg bruke strikk som erstatning for tauet? Det anbefales ikke. Det (litt fleksible) tauet er bra for styrke og støtte. Det gir katapulten fart når den er tett opprullet.
• Spørsmål Hva er nødvendig for å gjøre en katapult i stand til å kaste mer vekt? Sterkere vekst og et sterkere materiale for å trekke tilbake armen på katapulten.
• Spørsmål Hvordan kan jeg legge til hjul i det for å gjøre det lettere å bevege seg? Sett dem på baksiden og fronten av basen, bruk mindre hjul som fra et gokartdekk.
• Spørsmål Kan jeg justere denne katapulten slik at jeg kan nå forskjellige avstander med prosjektilet? Nei, men du kan slippe katapulten i forskjellige høyder. Dette vil gjøre det mulig for prosjektilet å reise forskjellige avstander
• Spørsmål Må du vri tauet etter hver gang du lanserer det, eller holder det seg bundet hele tiden? Ja, fordi det lar deg øke spenningen som gjør at spaken / armen kan rotere rundt støttepunktet.
• Spørsmål Hvordan kan jeg beregne avstanden som denne katapulten vil starte et prosjektil? Du må vite vinkelen prosjektilet frigjøres på og prosjektilets starthastighet. Deretter kan du bruke noen av Newtons formler som v ^ 2 = u ^ 2 + 2 * a * d, og omorganisere for å finne d.
• Spørsmål Hva skjer hvis strengen jeg bruker er for kort? Vil det påvirke avstanden? Lengden spiller ingen rolle så lenge du spenner den riktig, og så lenge du sørger for at den ikke løsner.
• Spørsmål Hvilken streng vil jeg bruke til å bygge en større katapult? Du kan bare bruke et tau eller bare en sterk snor.
• Spørsmål Hvis jeg ved et uhell knuste det, vil det fortsatt fungere? Det kommer an på hvor dårlig pausen er. Hvis den er helt ødelagt (en hel del snappet av), så nei.