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 encore plus de force. 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.
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Partie 1 sur 4: Préparation à la construction
Étape 1. Rassemblez 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 (1/4" à 1/2" d'épaisseur, 15" par 18 et 1/2")
- Corde (forte, extensible de préférence, comme une corde de 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"
Étape 2. Contempler 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
Étape 3. Coupez 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 1/4" à 1/2" d'épaisseur, 15" par 18 et 1/2", et coupez-le en diagonale en deux triangles égaux.
Étape 4. Choisissez 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)
Étape 5. Coupez 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 fabriquer vos manches de torsion, prenez un manche à balai et coupez-le en deux segments de 15 pouces.
Partie 2 sur 4: Former la base
Étape 1. Disposez 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.
Étape 2. Fixez 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.
Étape 3. Disposez 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.
Étape 4. Connectez 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
Partie 3 sur 4: Former le bras
Étape 1. Retournez 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 le bord.
Étape 2. Vissez 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.
Étape 3. Préparez le bras
Prenez votre 30" 2x4 et mesurez 2,5" à partir d'une extrémité. Percez un trou centré de 1/2" sur le côté étroit de la planche sur toute la largeur du 2x4.
Étape 4. Fixez 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.
Étape 5. Percez un trou dans la base
Percez un trou de 1" de chaque côté de la base dans 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 " à partir du bord inférieur de l'appareil et percez.
Étape 6. Rembourrez 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.
Partie 4 sur 4: Lacer le bras
Étape 1. Lacez 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.
Étape 2. Utilisez un mouvement superposé 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 à travers votre mouvement 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 balais en passants, et plus de et sous le bras de lancement.
- Assurez-vous que vos boucles restent ancrées autour de vos manches de balai.
Étape 3. Nouez 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.
Étape 4. Ajoutez 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 la tension et votre bras bondira vers l'avant, s'arrêtant au niveau de la traverse et lançant votre charge utile
Étape 5. Armez 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.
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Des astuces
- Oubliez d'essayer de construire une catapulte et construisez plutôt un trébuchet, car il s'agit du 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.
Mises en garde
- 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
