整日到處跑的學生王子,頭腦敏捷,充滿想像力,沒有甚麼學科能難到他。熱愛冒險,對任何事物都有好奇探究的心。好動得很,喜歡到處遊歷和結交新朋友。
投石機大作戰
在沒有火藥的年代,古人利用槓桿原理製造投石機,以發射大型石塊,打擊城牆或城內設施。究竟投石機為何有如此強大的威力呢?讓我們來一探究竟吧!
扭力投石機
約在公元前 4 世紀的古羅馬及古希臘,已有一種利用扭力的投石機。上面的投石臂綁着兩條扭緊了的繩,平時直立,發射時由士兵利用齒輪機關強行壓下,繩便扭得更緊。最後放開投石臂時,繩的扭力就會使投石臂向上急擺,順勢擲出石塊。
簡單扭力模擬
用兩條繩貼着紙杯底部。一手拿穩紙杯,另一手不斷扭繩,就會感覺到繩愈來愈緊,這就是扭力所致。
如放開紙杯,扭緊的繩會鬆開,使紙杯旋轉。扭力投石機的原理也一樣,只是繩連着的是投石臂而已。
人力投石機
投石機的動力不一定來自繩索等工具,例如公元前 5 世紀,中國正值戰國時代,當時就有一種以人力發射的投石機,統稱為「砲」(石字部代表它是用於發射石塊)。 其後一直發展,並使用至 13 世紀的宋朝。
砲有多個種類,如五梢砲、七梢砲、虎蹲砲等,還有圖中的「旋風砲」。
重力投石機
不過,扭力及人力始終有限,令投石機的射程不遠。到 11 世紀,人們開始使用重力驅動投石臂,重力投石機隨之出現在西方的戰場上。13 世紀,蒙古人圍攻宋朝的樊城, 花了 5 年也攻不下,但引入重力投石機後,很快就把城攻陷了。
1:1 的重力投石機仿古模型,它能夠把100 公斤的石頭拋到 400 米外 ,200 公斤的石頭也能拋到 160 米外。
現代的彈射
到了 14 世紀,早期的火炮出現,投石機便逐漸被取代。但是相關的槓桿原理仍廣泛用於各種工具,在日常生活中無處不在。在各個範疇也出現各種各樣的投擲和彈射呢!
航空母艦彈射器
任何飛機在起飛時都要達到一個特定速度,然後機師才能拉杆令機首抬高,飛機才能爬升。但航空母艦上的跑道只有百多米,在這麼短的距離,戰機根本無法起飛!
因此,航空母艦通常有彈射裝置, 把戰機高速彈射。 這樣便能在百多米距離內達到特定速度了。彈射裝置一般以蒸氣驅動,但核動力航空母艦上則使用彈射力更大的電磁彈射。
歡樂投石機?
投石機現在也是用來狂歡的工具!人們用鐵、鋼等材料建造投石機,並以各種奇怪物件取代石塊,作為娛樂——南瓜、鋼琴,甚至舊汽車,紛紛被當成投擲用的物件!例如在加拿大的基秦拿市,十月節(又稱啤酒節)眾多活動之中,就有用重力投石機拋南瓜的活動。
投擲類體育項目
投擲也走進了體育項目中,鉛球、標槍、鏈球、鐵餅,還有飛碟、閃避球……多不勝數!每個項目也講究獨特的投擲技巧,例如鉛球的旋轉式及滑步式技巧、標槍的助跑方法等。投擲原本是出於求存而產生的技巧,不過到了今天,已變成競技活動!
本文由《兒童的科學》提供。