Lorsque l'on considère une catapulte, la première image qui me vient à l'esprit est peut-être un bâton fourchu, un élastique et un rocher comprenant le jouet intemporel et l'outil appelé lance-pierre. Au fil des siècles, la technologie des catapultes est devenue quelque chose de tout à fait différent d'un petit objet portable pour lancer des roches.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
Les catapultes ont évolué de simples lance-pierres à armes de siège. Aujourd'hui, les catapultes peuvent être utilisées pour lancer des avions à partir de porte-avions, ou pour démontrer la physique et les mathématiques aux étudiants.
Une brève histoire des catapultes
Les catapultes ont émergé dans la Grèce antique vers 399 avant JC, selon le 1er siècle avant JC l'historien Diodoros. Une catapulte en vedette dans le siège de Motya en 397 av.J.-C., changeant à jamais la guerre d'artillerie. Les catapultes ont évolué à partir de dispositifs d'arc à poulies portables appelés gastraphètes et de plus grandes machines à arc. Les catapultes de torsion sont apparues environ 50 ans plus tard. Utilisées pour tirer des flèches, ces catapultes, appelées euthytones, étaient faites de bras et de cadres en bois avec des ressorts et un mécanisme de déclenchement. Les catapultes lanceuses de pierres (palintones) représentaient un changement de conception. Ces catapultes étaient beaucoup plus grandes et pouvaient être truquées pour tirer soit des flèches soit des pierres. Finalement, le mot «baliste» est devenu synonyme de catapultes palintones. Des catapultes beaucoup plus importantes sont apparues, notamment en l'an 69 sous le règne de Trajan, lorsqu'une énorme baliste a été utilisée pour démolir une ligne ennemie lors de la deuxième bataille de Crémone. Des machines de projection de pierre à un bras appelées scorpions sont alors venues en faveur.
Armes de guerre
La catapulte a dominé pendant des siècles comme une arme de guerre provoquant la peur. Les catapultes voûtaient des objets incendiaires, des flèches, des pierres de toutes tailles, et même des cadavres et des vecteurs de peste dans ou sur les murs du château. Les catapultes représentaient des objets de prouesse technologique ainsi que de puissance militaire, et les dirigeants ont célébré les premiers ingénieurs et mathématiciens impliqués dans la fabrication de catapultes. Avant l’arrivée de l’utilisation régulière de la poudre à canon, les catapultes faisaient partie d’une sorte de course aux armements entre dirigeants. Les catapultes ont survécu au Moyen Âge comme armes de siège; même pendant la Première Guerre mondiale, les catapultes étaient utilisées dans la guerre des tranchées.
Au milieu du XXe siècle, les catapultes se sont rendues aux porte-avions. D'énormes catapultes à vapeur, de plusieurs centaines de mètres de long, ont lancé des avions à partir des pistes courtes des porte-avions. La taille même des catapultes à vapeur s'est avérée être un handicap, prenant beaucoup de place et nécessitant la quantité parfaite de vapeur pour lancer des avions en fonction de leur poids. Au 21e siècle, une nouvelle technologie utilisant des catapultes d'avion est apparue: le système de lancement électromagnétique d'aéronef (EMALS). EMALS ne nécessite pas de vapeur, mais utilise plutôt des traîneaux qui poussent et tirent électromagnétiquement la catapulte jusqu'à ce que l'engin soit en l'air. Ces EMALS peuvent fonctionner en succession rapide et sont plus efficaces que leurs prédécesseurs à vapeur. Ils permettent de lancer des avions plus lourds à partir des porte-avions, ce qui augmente la portée et la capacité de frappe.
Catapultes dans l'éducation
Les catapultes représentent d'excellents outils pour divers besoins éducatifs. Avec la prépondérance des programmes scolaires en sciences, technologie, ingénierie et mathématiques (STEM), les catapultes permettent aux éducateurs de démontrer un large éventail de sujets de discussion.
Les éducateurs utilisent les catapultes pour démontrer la physique avec le mouvement des projectiles des catapultes. Même l'utilisation de cordes et de guimauves donne aux élèves l'occasion d'observer la gravité ainsi que l'énergie potentielle et cinétique au travail. Les tests de conception de catapultes offrent un aperçu des propriétés des matériaux.
Les catapultes fournissent une formation concrète en mathématiques, en particulier en géométrie et en algèbre. Le lancement d'un projectile avec une catapulte affiche l'arc géométrique connu sous le nom de parabole. En plus de calculer la force de gravité d'un projectile, les élèves peuvent utiliser des équations quadratiques pour construire une meilleure catapulte. Faire participer les élèves à des exemples concrets de catapultes offre de nombreuses possibilités de penser en dehors du manuel et les encourage à élargir leur approche des problèmes mathématiques et scientifiques.
Les catapultes comme divertissement
Alors que la fronde tient toujours sa place en tant qu'exemple de jouet classique de catapultes, il existe des formes de catapultes plus grandes et plus flashy qui offrent un divertissement. Prévalent en automne, le "chuck pumpkin" ou "punkin chunkin" utilise des catapultes pour lancer des citrouilles dans les airs. C'est devenu une tradition d'automne, avec des compétitions et des spectateurs célébrant une technologie ancienne d'une manière amusante et nouvelle.
