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L'action d'une catapulte utilise la tension, la torsion et la gravité. Comme les catapultes du film "Le Retour du roi" de Peter Jackson, les catapultes sont des armes de siège qui projettent des projectiles sur une cible ennemie sans utiliser d'explosifs. Cruciales aux âges médiévaux et même plus tôt, ces machines simples utilisent l’énergie stockée pour libérer un projectile, ou charge utile.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
Les catapultes utilisent une physique de base pour fonctionner. La première catapulte, une baliste, simulait l'action d'une arbalète, tirant une énorme flèche comme missile. L'appareil tire son nom du mot grec ballistes, ce qui signifie lancer. Malgré la précision de cette arme de siège, elle manquait de la puissance trouvée dans les catapultes de trébuchet et de mangonel.
La baliste
Si vous avez utilisé une arbalète ou en avez vu une tirée, vous pouvez imaginer le fonctionnement d'une baliste. Comme un mangonneau, il utilise des cordes torsadées pour créer une torsion, ou une tension, autour de l'axe de rotation. Au lieu d'avoir un bras qui tourne dans un plan vertical, il utilise des bras jumeaux qui se déplacent dans un plan surélevé au-dessus de l'horizontale selon un angle choisi par ses équipages. Cet appareil peut tirer des pierres comme les autres catapultes, mais il est particulièrement adapté au tir d’énormes fléchettes et lances.
Le trébuchet
Le type de catapulte le plus efficace et le plus précis, le trébuchet, utilise un contrepoids plus lourd que la charge utile pour fournir l’énergie nécessaire au lancement. L'appareil est configuré comme une balançoire, avec le point de pivotement beaucoup plus proche de l'extrémité du contrepoids à l'avant que de la charge utile et de l'élingue à l'arrière. Comme exemple du principe de l'avantage mécanique, la vitesse linéaire de l'élingue - dans ce cas, la vitesse à laquelle la charge utile trace son arc juste avant son lancement - est supérieure à celle du contrepoids, simplement en raison du plus grande masse de ce dernier.
Le manganier
Le type de catapulte le plus connu, le mangonneau, tire des projectiles à des angles inférieurs à ceux d’un trébuchet, ce qui le rend plus apte à détruire les murs plutôt que de tirer sur eux. Sur le plan physique, la tension est créée dans des directions opposées par des cordes, l'une dans la direction du lancement et l'autre vers le sol sous la charge utile. Lorsque les soldats coupent la corde attachée au sol, le bras du mangonel accélère rapidement vers la cible et la charge utile s'envole. L'énergie potentielle elle-même trouve son origine dans les propriétés élastiques du dispositif: le bois flexible relie le bras pivotant au reste de l'appareil.
Catapulte à faire soi-même
Construisez votre propre catapulte de style mangonel, également appelée moteur de siège dans le passé, à l'aide de pièces et d'outils faciles à trouver. Vous aurez besoin d’une douzaine de morceaux de bois ou plus, de six à 12 pouces de long, de petits clous ou vis, de la colle à bois, de quelques bandes élastiques résistantes, d'une paire de vis à oeil-crochets, d'une barre de métal de 6 pouces de long et d'un morceau de carton d'environ 4 pouces carrés. Pour un défi particulier, essayez de les assembler sans instructions.