투석기의 물리학 :큰 충격이있는 간단한 기계
고대 포위 무기 인 투석기는 본질적으로 저장된 에너지로 구동되는 거대한 레버입니다. 그들의 운영은 기본 물리학 원칙의 조합을 포함합니다.
1. 잠재적 에너지 :
- 에너지 저장 : 투석기의 힘의 열쇠는 에너지를 저장하는 능력에 있습니다. 이 에너지는 처음에 잠재적 에너지 로 저장됩니다 강한 재료 (스프링, 로프 또는 꼬인 로프 암과 같은)를 늘리거나 구부리면. 저장된 잠재적 에너지의 양은 재료의 강성과 변형의 양에 따라 다릅니다.
- 운동 에너지로의 전환 : 투석기가 방출되면이 저장된 잠재적 에너지는 빠르게 운동 에너지 로 전환됩니다. , 운동의 에너지. 이 운동 에너지는 발사체에 전달됩니다.
2. 레버 동작 :
- 증폭력 : 투석기 레버 시스템은 힘의 승수 역할을합니다. 긴 팔 (발사체가 앉는 곳)은 짧은 팔보다 더 먼 거리에서 움직입니다 (저장된 에너지가 방출되는 곳). 이 레버리지 효과는 발사체의 속도와 운동 에너지를 증가시킵니다.
3. 운동량과 궤적 :
- 선형 운동량 : 발사체의 최종 운동량 (질량 x 속도)은 투석기로부터의 에너지 전달의 직접적인 결과입니다.
- 발사체 궤적 : 발사체는 중력의 영향으로 인해 포물선 궤적을 따릅니다. 발사 각도, 초기 속도 및 중력은 발사체의 범위와 높이를 결정합니다.
투석기의 유형과 변형 :
- 트랙션 투석기 : 윈치와 로프를 사용하여 레버 암을 뒤로 당기고 로프의 장력에 에너지를 저장하십시오.
- 장력 투석기 : 뻗은 로프 또는 스프링을 사용하여 에너지를 저장하여 로프가 자르거나 스프링이 풀릴 때 방출하십시오.
- 비틀림 투석기 : 로프 묶음이나 케이블 묶음을 사용하여 에너지를 저장하여 고출력 출력을 달성하십시오.
요약 :
- 투석기는 잠재적 에너지 저장 원리와 운동 에너지로의 전환을 활용합니다.
- 레버 시스템을 사용하여 힘을 증폭시키고 발사체 속도를 높입니다.
- 발사체의 궤적은 운동량과 중력에 의해 지배되며 발사 거리와 높이에 영향을 미칩니다.
이 기본 물리학 원리는 영리한 공학과 결합하여 투석기가 수세기 동안 전쟁과 건축에 중요한 역할을 할 수있었습니다.
