Έχεις ακούσει ή διαβάσει ποτέ για κάστρα, πολιορκητές και καταπέλτες; Ο καταπέλτης ήταν μία αρχαία πολεμική μηχανή με την οποία εκσφενδονίζονταν, αρχικώς, βέλη και, αργότερα, ακόντια και λίθοι. Εφευρέθηκε στη Σικελία τον 4ο αιώνα π.Χ. και κυριάρχησε ως «οπλικό σύστημα» πολλών λαών, όπως των αρχαίων Ελλήνων και των Βυζαντινών.
Αξιοποιώντας την κινητική ενέργεια που δημιουργείται από την άσκηση πίεσης, πολλοί λαοί της αρχαιότητας δημιούργησαν πολεμικές μηχανές που τους βοήθησαν να πολεμήσουν, να πολιορκήσουν ή και να αμυνθούν αποτελεσματικά έναντι των αντιπάλων τους, μέχρι την ανακάλυψη της πυρίτιδας. Σήμερα δεν γνωρίζουμε ακριβώς πώς λειτουργούσαν οι αρχαίοι καταπέλτες, ωστόσο, εάν έχεις μισή ώρα διαθέσιμη –και σου αρέσει το παγωτό ξυλάκι– μπορούμε να σου δείξουμε τις βασικές αρχές λειτουργίας τους.
Τι θα χρειαστείς:
• 8 ξυλάκια παγωτού (αν προτιμάς το παγωτό χωνάκι –οπότε πού να τα βρεις; – μπορείς να χρησιμοποιήσεις ξυλάκια χειροτεχνίας)
• 5 λαστιχάκια
• Κόλλα
• Ένα πλαστικό καπάκι μπουκαλιού
• Βαμβάκι
Προετοιμασία:
• Ξεκίνα με τα 6 ξυλάκια: Τοποθέτησέ τα το ένα πάνω στο άλλο και στερέωσέ τα με λαστιχάκια γύρω από τα δύο άκρα της στοίβας.
• Βάλε το 7ο ξυλάκι στη μέση της μίας πλευράς και στερέωσέ το κάθετα με δύο σταυρωτά λαστιχάκια. Τώρα θα πρέπει να έχει δημιουργηθεί ένα σχήμα σταυρού.
• Πέρασε μέσα από τα λαστιχάκια το 8ο ξυλάκι στην άλλη πλευρά της στοίβας. Τώρα θα πρέπει να έχει δημιουργηθεί ένα σχήμα σταυρού, ενώ τα ξυλάκια 7-8 είναι παράλληλα μεταξύ τους, χωρίς να ακουμπάει το ένα το άλλο.
• Χρησιμοποίησε ένα λαστιχάκι ακόμη ώστε να ενώσεις τη μία πλευρά από τα παράλληλα ξυλάκια. Στην άλλη πλευρά, χρησιμοποίησε την κόλλα ώστε να κολλήσεις το πλαστικό καπάκι –με το άνοιγμα προς τα πάνω– στη μία άκρη, αφήνοντας λίγο κενό ώστε να μπορείς να δώσεις κίνηση με το δάχτυλό σου. Περίμενε μέχρι να στεγνώσει καλά πριν το χρησιμοποιήσεις.
Οδηγίες:
• Ο καταπέλτης σου είναι έτοιμος. Διάλεξε μια επίπεδη επιφάνεια, όπως ένα τραπέζι ή το πάτωμα για να τον χρησιμοποιήσεις.
• Βάλε μια μπαλίτσα βαμβάκι στο καπάκι εκτόξευσης, πίεσε την άκρη στην οποία βρίσκεται και άφησέ τη να φύγει.
3,2,1 εκτόξευση! Πιέζοντας το ξυλάκι, δημιουργείται ενέργεια, η οποία απελευθερώνεται μόλις αφήσεις το δάχτυλό σου και μετατρέπεται σε ενέργεια κίνησης. Το μεγαλύτερο μέρος της μεταφέρεται στο βαμβάκι, γι’ αυτό και εκτοξεύεται στον αέρα.
Αφού πραγματοποιήσεις την πρώτη εκτόξευση του καταπέλτη σου, δοκίμασε ξανά πιέζοντας χαμηλότερα το ξυλάκι. Η πράξη αυτή απαιτεί περισσότερη προσπάθεια, γεγονός που συνεπάγεται ότι αποθηκεύτηκε περισσότερη ενέργεια στο ξυλάκι. Όταν λοιπόν το αφήσεις να φύγει θα δεις ότι το βαμβάκι θα πετάξει στον αέρα με μεγαλύτερη ταχύτητα και πιθανότατα θα φτάσει και πιο μακριά.
Γιατί συνέβη αυτό; Ένας καταπέλτης λειτουργεί επειδή η ενέργεια μπορεί να μετατραπεί από τον έναν τύπο στον άλλο και να μεταφερθεί από το ένα αντικείμενο στο άλλο. Πιέζοντας προς τα κάτω τον καταπέλτη, του προσθέτεις ενέργεια, η οποία αποθηκεύεται ως δυναμική ή αποθηκευμένη ενέργεια. Σηκώνοντας το δάχτυλό σου, την απελευθερώνεις, μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια και μεταφέρεται στο βαμβάκι, το οποίο στη συνέχεια εκτοξεύεται στον αέρα.
Οι δύο μορφές της Μηχανικής ενέργειας είναι η Κινητική και η Δυναμική. Κατά την κίνηση ενός σώματος ή φορτίου σε συντηρητικό πεδίο δυνάμεων, και εφόσον δεν υπάρχουν τριβές, η δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια και το αντίστροφο. Το άθροισμά τους, όμως, είναι πάντα σταθερό και ίσο με τη μηχανική ενέργεια που αρχικά είχε το σώμα.
Και τώρα που έμαθες πώς λειτουργεί ένας καταπέλτης, τι γνωρίζεις για το παγωτό; Διάβασε περισσότερα στο παλαιότερο άρθρο μας «Science Simplified: η επιστήμη του παγωτού και πώς να φτιάξεις μόνος σου παγωτό (είναι πιο εύκολο από ότι νομίζεις)».