Курс: «Физика и механика», модуль «Усложнённые задачи»
Катапульта
Изначально в античные времена термином «катапульта» называли орудие, которое метало стрелы по настильной траектории. К закату Римской империи значения поменялись: теперь баллистами стали называть стреломёты, а катапультами вообще любые метательные машины с торсионным принципом действия. Эта путаница с названиями и пониманием книг о древнем оружии царит по сей день.
Задание
Практически ни одна средневековая война не обходилась без осадных орудий. Это осадные башни, крытые штурмовые лестницы и катапульты – наверное, самые страшные орудия из всех. Катапульты располагались вне зоны досягаемости стрел противника и с безопасного расстояния метали камни в стены осажденной крепости. Иногда катапультами бросали вязанки горящей соломы, которые поджигали деревянные здания и соломенные крыши. Существовало несколько видов катапульт. В одних применяли большие каменные глыбы в качестве противовеса, благодаря чему длинным плечом катапульты можно было метать снаряды в стены осажденного города. В других с той же целью использовалась энергия, запасенная скрученной веревкой.

Ваша задача заключается в том, чтобы спроектировать и собрать катапульту для метания маленьких снарядов – как можно дальше и как можно точнее.
Учебные цели
Учащиеся научатся
  • применять на практике:
    – знания о простых машинах, механизмах и конструкциях;
    – навыки технического проектирования;
  • общаться и работать в команде;
  • проверять «чистоту» эксперимента и безопасность механизмов.
Дополнительно потребуется (по желанию)
  • Материалы приводного механизма – грузы, нить, эластичная лента (резинка).
  • Материалы для обеспечения безопасности, например, ручка, запорное устройство.
  • Материалы для испытания катапульты, например, маленькие шарики из пенопласта.
  • Рулетка или «сантиметр».
Установление взаимосвязей

Чтобы облегчить процесс проектирования, посоветуйте учащимся посмотреть на картинку в начале урока и прочесть сопроводительный текст. Можно также прибегнуть к помощи Интернета, чтобы побольше узнать о формах и конструкциях таких орудий, как баллиста и фрондибола (или требюше). Обсудите с ребятами, какие ограничения и какие особенности конструкции им придется учесть при проектировании.

Подведите учащихся к тому, чтобы они применили свои знания и умения к выполнению задания этого урока. Задайте такие вопросы:

  • Как будет работать ваша катапульта? Что вы примените: противовесы, скрученную нить или резинку?
  • Какого типа конструкцию вы выберете в качестве основания для метательного механизма?
  • Как добиться, чтобы катапульта не переворачивалась во время метания снарядов?
  • Как сделать так, чтобы катапульта могла легко перемещаться с места на место?
  • Что вы используете в качестве снарядов?
Рефлексия
В заключительной части занятия попросите ребят поразмышлять над созданными ими моделями и над процессами, которые в этих моделях происходят. Пусть учащиеся:

  • проведут испытания и оценят характеристики своей катапульты, определив:
    – какова дальность полета снарядов;
    – какова ее точность;
    – какова повторяемость;
  • зарисуют или сфотографируют свои конструкции;
  • опишут, как работает модель и что можно в ней изменить, чтобы добиться лучших характеристик;
  • объяснят, каким образом они обеспечили безопасную эксплуатацию модели;
  • кратко отметят, что в проекте получилось удачно и что бы они хотели усовершенствовать.
Предлагаемый вариант модели
Made on
Tilda