【投石器Catapult】

投石機(Catapult)是上古時代的一種攻城武器,可把巨石投進敵方的城牆和城內,造成破壞。

投石機又稱,可以投擲一個或多個物體,物體可以是巨石或火葯武器,甚至是毒葯和屍體,這可能是最早的生化武器。投石機是冷兵器時代最佳的攻城利器。

投石器原理 投石器製作

​什麼是投石器

投石器的歷史

阿基米德誕生於距今約2300年以前的西西里島附近,他和牛頓、高斯被譽為歷史上最有名的三位數學家。在當時,阿基米德是敘拉古城的科學家,受到皇帝優沃的禮遇,且在國政上有極大影響力。而阿基米德一生中對天文、數學、機械與力學等,都有非凡的成就,比如槓桿原理的應用、螺旋抽水機的發明、幾何數學以及最著名的真假皇冠的浮力。

阿基米得的三大發明


  在阿基米德晚年時期,敘拉古跟羅馬發生戰爭,阿基米德奉命製造新的防守武器。由於敘拉古城靠海,因此羅馬派了大量的戰艦前來進攻。據說阿基米德當時製作了五大防守武器,其中最有名的三種便是投石器、吊船器與反光鏡燒船:


  1.投石器:主要分為兩種,散彈式與重擊式,所謂散彈式,是同時射出大量的小石頭,用來攻擊人員。而重擊式則是投出大石頭,破壞船隻或設施。


  2.吊船器:目前已經失傳,但經科學家的考證,由於敘拉古城是建築在海邊,因此吊船器有可能是一個架在城牆上的巨大槓桿手臂,城牆內桿子吊著重物,城牆外桿子連著線與勾子,並將勾子放入海中,當船隻靠近時,拉起吊船器,則整艘船將翻轉。


  3.反光鏡燒船:據說當時阿基米德據集了人民,每人拿一面銅鏡,同時照在同一艘船的同一位置,結果引發船上大火,進而使船燒燬,雖然目前科學家認為這個傳說比較不可能發生,但若這是真的,那阿基米德應該就是第一個發明死光的科學家。

投石器材料

​投石器最主要是利用木材,繩,及石頭製成的。

​投石器結構

投石器利用的科學原理

1. 槓桿原理

「施力點」壓下去的地方,「支點」就像中間支撐地板處,「力臂」即施力點和支點的距離,「抗力點」投石器放石頭的地方。第三類槓桿,即施力點在中間的第一種槓桿。投射桿(抗力臂)越長,彈丸越輕,射得越遠。

 

2.能量守恆

彈力位能轉化為動能,使石頭彈射出去。並分為垂直動能與水平動能。垂直動能使石頭彈到高位置,得到位能;水平動能使石頭獲得水平方向的初速度,決定彈射的距離。

投石器結構 投石器歷史 投石器材料

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