Comment construire une catapulte solide?
Pour construire une catapulte solide, construisez une base soutenue par des triangles en contreplaqué, avec une traverse en haut. Attachez un panier de lancement au bras de lancement et attachez le bras à la base à une extrémité avec un long morceau de corde qui est enroulé à travers le cadre et autour du bras dans un motif superposé. Fixez la corde de chaque côté avec un morceau de manche à balai et attachez un loquet à l'autre extrémité du bras. Engagez le loquet, puis tournez les poignées pour serrer la catapulte. Lorsque vous relâchez le loquet, le bras doit voler vers l'avant, libérant la charge utile. Si vous voulez apprendre à rembourrer votre catapulte pour qu'elle ne soit pas endommagée, continuez à lire l'article!
Pour construire une catapulte solide, construisez une base soutenue par des triangles en contreplaqué, avec une traverse en haut.
La force d'une catapulte peut faire référence soit à la robustesse du cadre de la catapulte et à sa capacité à résister à l'utilisation, soit à la force avec laquelle la catapulte lance des projectiles. Cependant, savoir comment construire le cadre de votre catapulte peut en fait vous aider à comprendre comment construire une machine plus robuste et lancer un projectile plus loin avec une force encore plus grande. En utilisant les principes de base de l'ingénierie, vous pouvez créer votre propre catapulte de travail ou vous pouvez utiliser ces principes pour construire un modèle à plus petite échelle.
Partie 1 sur 4: se préparer à construire
- 1Rassemblez les matériaux. Pour vous assurer de construire la catapulte la meilleure et la plus sûre, trouvez des matériaux durables et solides pour résister aux forces extrêmes que votre catapulte utilisera lors du tir d'objets. Il existe un grand nombre de matériaux que vous pourriez utiliser dans la construction de votre catapulte, mais au minimum vous aurez besoin de:
- Balai ou manivelle
- Rembourrage
- Contreplaqué (0,25" à 0,5" d'épaisseur, 15" par 18 et 0,5")
- Corde (forte, extensible de préférence, comme une corde kernmantle)
- Vis ou boulons
- Poids (facultatif)
- Bois (de préférence non flexible, comme le bois de chêne)
- Si vous utilisez des planches 2x4, ramassez: deux pièces à 36", une pièce à 30", quatre pièces à 15" et une pièce à 18"
- 2Contempler la base et les poids. Étant donné que votre catapulte utilise des forces si puissantes pour éjecter sa charge utile, vous aurez besoin d'une plate-forme solide et robuste pour le lancement ainsi que d'une base solide et stable. Une mauvaise fondation peut fausser votre objectif ou faire échouer votre catapulte.
- Les catapultes de torsion, qui est le nom technique d'une catapulte normale, ont historiquement été construites avec des côtés lourds et renforcés, car ils permettraient une charge utile plus lourde, une force de traction plus importante et une plus grande stabilité.
- 3Coupez vos supports en contreplaqué. Pour la base de cette catapulte, vous utiliserez une base 2x4 supportée par des triangles en contreplaqué. Pour préparer vos supports de contreplaqué, prenez un morceau de contreplaqué rectangulaire de 0,25" à 0,5" d'épaisseur, 15" par 18 et 0,5", et coupez-le en diagonale en deux triangles égaux.
- 4Choisissez le bon matériau pour votre bras de lancement. Traditionnellement, le bois d'épicéa ou de sapin était utilisé pour le bras de lancement, car ces bois étaient légers et résistants. Consultez votre parc à bois local pour voir s'il s'agit d'une option abordable et, si ce n'est pas le cas, demandez des alternatives, dont les deux suivantes:
- Tuyau PVC épais
- Tuyau en métal (léger, durable)
- 5Coupez vos poignées de torsion. Vous aurez besoin d'une torsion de corde pour fournir la force de lancement de votre catapulte. Plus il y a de torsions, plus le couple est important, plus votre catapulte aura de puissance. La quantité de torsion (torsion) que vous pouvez obtenir n'est limitée que par votre force et la résistance des matériaux que vous avez utilisés pour fabriquer votre catapulte. Pour réaliser vos manches de torsion, prenez un manche à balai et coupez-le en deux segments de 38 cm.
Partie 2 sur 4: former la base
- 1Disposez le côté droit de votre base. Placez votre 36" 2x4 à plat, dans le sens de la longueur sur votre établi ou sur une autre surface solide appropriée. Placez votre 18" 2x4 à angle droit par rapport à votre pièce de 36" à 15" de l'extrémité de la pièce de 36" et vissez-les en place.
- 2Fixez votre triangle de contreplaqué. Placez-le sur vos planches 2x4. Le côté de 18" de votre contreplaqué sera vertical par rapport à votre planche de 36", sa base parallèle à la planche de 36" et sa diagonale couvrira approximativement la distance entre les deux extrémités de chaque planche de 2x4. Vissez solidement votre triangle à vos 2x4. Cela forme une jambe de base de votre catapulte.
- 3Disposez le côté gauche de votre base et fixez votre autre pièce de contreplaqué triangulaire. De la même manière que vous avez construit le côté droit, placez vos planches 2x4 de 36" et 18" à un angle droit à 15" de l'extrémité de la longue pièce et vissez votre pièce de contreplaqué triangulaire en place sur les deux planches 2x4, avec la base parallèle au 36" 2x4.
- 4Connectez les côtés gauche et droit de la base. À l'aide de vos deux planches 2x4 de 15" de long, vissez vos côtés gauche et droit, la base de votre triangle et la base de votre 2x4 de 36" formant le bas, en laissant l'hypoténuse (la diagonale) vers le haut. Utilisez des vis longues pour vous assurer que votre cadre est solide.
- N'utilisez pas de clous pour cette partie de votre cadre. Les ongles sont sensibles au stress que votre catapulte exercera et pourraient se détacher avec le temps.
Vos poignées devraient maintenant être de chaque côté de la base de votre catapulte, parallèles à vos pièces de 36" et attachées au cadre et au bras de lancement par une corde.
Partie 3 sur 4: former le bras
- 1Retournez votre base à l'endroit. Maintenant que vous avez construit votre cadre, vous allez commencer à travailler sur la construction du bras de lancement. Le côté supérieur de votre catapulte aura les planches verticales de 18" pointant vers le haut et vos planches de 36" posées à plat sur les bords.
- 2Visser une traverse entre les côtés. Au point le plus haut de vos planches verticales de 18", vissez une autre pièce de 18" entre les deux pour former la traverse de votre catapulte. Le haut de votre croisillon doit être au même niveau que le haut de vos planches verticales de 18" 2x4.
- 3Préparez le bras. Prenez votre 30" 2x4 et mesurez 2,5" à partir d'une extrémité. Percez un trou centré de 0,5" sur le côté étroit de la planche sur toute la largeur du 2x4.
- 4Attachez une tasse ou un panier de lancement. Vissez un gobelet en plastique au centre du côté plat de votre 2x4. Cela devrait également être le côté opposé à celui où vous avez percé un trou à travers le côté court de votre 2x4. N'hésitez pas à expérimenter avec d'autres matériaux et dispositifs de maintien, comme des paniers, des bols et des étuis.
- 5Percez un trou dans la base. Percez un trou de 1" de chaque côté de la base jusqu'à l'extrémité avec votre support triangulaire. Ce trou devra être centré à 6" de l'extrémité de la pièce de 36" où l'extrémité de votre triangle de contreplaqué devrait également se terminer. Ensuite, mesurez 2,5" du bord inférieur de l'appareil et percez.
- 6Rembourrez le bras. Le bras de votre catapulte fonctionne en étant tiré ou treuillé vers l'arrière après avoir appliqué une tension sur la corde qui sera lacée à travers le cadre. Là où le bras de lancement de votre catapulte rencontre votre croisillon, c'est une bonne idée d'ajouter un rembourrage, comme une couverture ou plusieurs couches de chiffons enveloppés. Cela empêchera votre catapulte de s'endommager lorsque le bras est tiré vers l'arrière, relâché et entre en contact avec la traverse.
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Partie 4 sur 4: lacer le bras
- 1Lacez la corde. Vous aurez besoin d'environ 20 pieds de corde pour terminer le processus de laçage. Attachez la corde autour du manche de votre manche à balai, puis faites-la passer par le trou du côté droit de la base, par le trou que vous avez percé dans le bras de la catapulte, par le côté opposé de la base et reculez jusqu'à votre deuxième manche de manche à balai. Enroulez-le autour de votre deuxième poignée, puis ramenez-le à travers le cadre jusqu'à votre première poignée, où vous bouclerez à nouveau le cordon. Faites cela plusieurs fois.
- Lorsque vous choisissez une corde, recherchez un matériau solide qui s'étire un peu. La corde Kernmantle, comme la corde de parachute, est une excellente option.
- Faites passer votre corde d'avant en arrière à travers le cadre et le bras plusieurs fois pour vous assurer que votre corde est solidement fixée au cadre.
- Pendant le laçage, ne vous souciez pas de garder la corde tendue. Lorsque vous tournez vos poignées, vous serrez la corde et appliquez une force de lancement.
- 2Utilisez un mouvement de dessus pour terminer le laçage. Après avoir passé votre cordon à travers la base de votre catapulte et le bras de lancement plusieurs fois pour le fixer au cadre et au bras, en commençant par votre deuxième poignée, amenez l'extrémité de votre cordon autour de la deuxième poignée dans une boucle qui passe à travers le trou dans votre cadre et sous le bras de lancement, en passant par le trou de l'autre côté pour boucler autour de votre première poignée. Continuez ce mouvement, en suivant chaque sur-laçage du bras avec un sous-laçage à chaque passage du cordon à travers le cadre.
- Cela devrait former une forme de huit avec votre corde où vous pouvez clairement voir la corde se tordre ensemble. Plus vous ajoutez de torsions lors de vos mouvements de sur et sous, plus votre catapulte aura de tension et de force.
- Après avoir fixé votre corde au bras et au cadre, vous ne devez pas continuer à enfiler votre ligne dans le bras de lancement. Pour obtenir la tension nécessaire pour lancer un projectile, vous devez terminer le laçage en passant par les trous du cadre, autour des manches à balai en boucles, et au- dessus et sous le bras de lancement.
- Assurez-vous que vos boucles restent ancrées autour de vos manches de balai.
- 3Nouez l'extrémité de votre cordon sur le côté du bras. Lorsque vous atteignez le bout de votre corde, enroulez-la autour des cordes d'un côté de votre catapulte, puis traversez et faites de même de l'autre côté. Maintenant, vous pouvez nouer l'extrémité de votre corde, vous assurant qu'elle ne se perdra pas avec l'avantage supplémentaire de garder votre corde en ordre.
- 4Ajoutez un crochet pour votre bras de lancement. Lorsque vous tournez vos poignées, la torsion de la corde fera monter votre bras de lancement jusqu'à ce que sa tension le maintienne contre la traverse. Laissez d'abord votre bras reposer complètement en position de lancement et jugez où installer au mieux votre prise, puis percez un trou et insérez votre hameçon.
- En installant un loquet à l'arrière de votre cadre, vous n'aurez pas à tirer le bras vers l'arrière pour lancer votre charge utile. Relâchez simplement le loquet après avoir appliqué une tension et votre bras bondira vers l'avant, s'arrêtant au niveau de la traverse et lançant votre charge utile.
- 5Armez votre catapulte et appliquez la torsion. Vos poignées devraient maintenant être de chaque côté de la base de votre catapulte, parallèles à vos pièces de 36" et attachées au cadre et au bras de lancement par une corde. Tournez les poignées pour créer une torsion dans la corde. Cela donnera une tension à la catapulte, ajoutez simplement une charge utile à votre tasse, enroulez vos manivelles de manche à balai, relâchez votre prise et tirez.
Pour vous assurer de construire la catapulte la meilleure et la plus sûre, trouvez des matériaux durables et solides pour résister aux forces extrêmes que votre catapulte utilisera lors du tir d'objets.
- Oubliez d'essayer de construire une catapulte et construisez un trébuchet à la place, car c'est le moteur de siège supérieur et peut lancer des projectiles de 90 kilogrammes sur 300 mètres à l'aide d'un contrepoids.
- Les triangles sont d'excellentes formes de support pour renforcer votre catapulte. Les plus forts sont les triangles équilatéraux donc si vous faites la catapulte et qu'elle est instable, ajoutez un support triangulaire.
- Faites en sorte que l'angle du bras par rapport au sol au largage du projectile soit égal à 45 degrés à moins qu'il ne soit largué au-dessus du sol. Par exemple, si le projectile est lancé à 1 mètre (3,3 pieds) du sol, l'angle optimal est de 44,6 degrés. L'angle optimal diminue à mesure que la hauteur de la catapulte augmente.
Étant donné que votre catapulte utilise des forces si puissantes pour éjecter sa charge utile, vous aurez besoin d'une plate-forme solide et robuste pour le lancement ainsi que d'une base solide et stable.
- Rangez cet appareil dans un endroit sûr; les enfants jouant avec une catapulte sans surveillance pourraient se blesser ou blesser les autres.
- Gardez votre visage hors de l'oscillation du bras de la catapulte
- 2x4: deux pièces à 36", une pièce à 30", quatre pièces à 15", et une pièce à 18".
- Pièce de contreplaqué rectangulaire: 0,25" à 0,5" d'épaisseur, 15" par 18 et 0,5", coupée en diagonale en deux triangles égaux.
- Balai coupé en deux segments de 38 cm (pour corde)
- Crochet ou fermoir (pour bras)
- Marteau
- Perceuse (avec mèches assorties)
- Corde (forte, extensible de préférence, comme une corde de kernmantle)
- Tournevis
- Vis (deux pouces et demi de long, suggérées)
- Poids (facultatif)
Questions et réponses
- Que faut-il pour faire une catapulte capable de lancer plus de poids?Une stature plus forte et un matériau plus résistant pour retirer le bras de la catapulte.
- Puis-je utiliser des élastiques à la place de la corde?Ce n'est pas recommandé. La corde (légèrement flexible) est bonne pour la force et le soutien. Il donne de l'élan à la catapulte lorsqu'elle est étroitement enroulée.
- Que se passe-t-il si la chaîne que j'utilise est trop courte? Cela affectera-t-il la distance?La longueur n'a pas d'importance tant que vous la tendez correctement et tant que vous vous assurez qu'elle ne se détachera pas.
- Puis-je régler cette catapulte pour pouvoir atteindre différentes distances avec le projectile?Non, mais vous pouvez lâcher la catapulte à différentes hauteurs. Cela permettra au projectile de parcourir différentes distances
- Devez-vous tordre la corde après chaque lancement ou est-ce qu'elle reste attachée tout le temps?Oui, car cela permet d'augmenter la tension qui permet au levier/bras de tourner autour du point d'appui.
- Comment puis-je calculer la distance à laquelle cette catapulte lancera un projectile?Vous devez connaître l'angle auquel le projectile est lancé et la vitesse initiale du projectile. Ensuite, vous pouvez utiliser certaines des formules de Newton comme v^2 = u^2 + 2*a*d, et réorganiser pour trouver d.
- Quelle corde devrais-je utiliser pour construire une plus grande catapulte?Vous pouvez simplement utiliser une corde ou simplement une ficelle solide.
- Puis-je fabriquer cette catapulte à plus petite échelle?Oui, tant que vous utilisez des proportions similaires. Gardez à l'esprit qu'une catapulte plus petite ne sera pas très puissante et ne pourra pas non plus lancer aussi loin.
- Comment puis-je y ajouter des roues pour le rendre plus facile à déplacer?Mettez-les à l'arrière et à l'avant de la base, utilisez des roues plus petites comme celles d'un pneu de karting.
- Si je le cassais accidentellement, est-ce que cela fonctionnera toujours?Cela dépend de la gravité de la rupture. S'il est complètement cassé (une partie entière s'est cassée), alors non.
Questions sans réponse
- Quelles sont les dimensions totales de cette catapulte?
- Quelles sont les dimensions de cette catapulte?
- Quelle est la capacité de charge utile de la catapulte construite?
- De quel type de catapulte s'agit-il?
- Quelle sera la taille de la puissante catapulte une fois qu'elle sera terminée?
