1974年以来、アメリカ中の学童は「科学オリンピック」で互いに競ってきました。半日の闘争は、年齢層（小学校、中学校、高校）に分けられます。オリンピアードは、鉛筆と紙のクイズから未知の粉体の分析や岩石サンプルの識別のような実践的な活動まで、通常16〜19の個別のイベントのセットプログラムで構成されています。私は地元の4つのオリンピックでコーチをしました。私のお気に入りのイベントはビルドタイプです。学生は事前にデバイスを設計してビルドし、他の学校で同僚が作成した同様のデバイスに対してテストするためにそれを競技会に持ち込みます。私が長年にわたってエンジンを投げていることに興味を持っていたので、小学校​​のサイエンスオリンピックコンテスト「マシュマロカタパルト」が私のお気に入りになりました。今年（2017）、私たちのチームは次のInstructableで説明されているカタパルトで1位を獲得しました。

私は自分の研究と設計のプロセスを自分たちで守るかどうかを検討しましたが、それはSTEM教育またはサイエンスオリンピックの精神にはありません。私は私達のデザインとプロトタイプの完全な詳細を共有することに決めました、うまくいけば他のチームへの援助またはインスピレーションとして。

ここで私は、ボランティアコーチとして以外には、いかなる方法でもサイエンスオリンピアードに接続していません。これらの意見は私のものであり、サイエンスオリンピアード、私の公立学区、あるいは私以外の誰かの見解を反映するものではありません。

サイエンスオリンピアードの歴史については、こちらの記事を参照してください。

用品：

ステップ1：規則

マシュマロカタパルトの規則は著作権で保護されているので、言い換えます。重要なルールは イタリック体 。これらの規則に違反すると、チームにペナルティが課されます。デバイスを設計する際に注意すべき点があります。 大胆な.

1〜2人の子供のチームは、特定の材料から小さなカタパルトを作るという仕事をしています。カタパルトの目的は、床上の平らな場所で標準サイズの食料品店のマシュマロを立ち上げることです。

2つのターゲットがあります。1つは近いもの、もう1つは遠いです。各チームは 1 各ターゲットで撃った。チームはどのスポットをターゲットにしているかを事前に発表する必要があります。目標は、打ち上げ位置から2〜6メートル離れた場所に、半メートル単位で配置できます。したがって、関連距離は次のとおりです。

2メートル。 2.5メートル。 3メートル。 3.5メートル。 4メートル。 ４．５ｍ。 5メートル。 ５．５ｍ。 6メートル

その日の競技の正確な目標ポイントは、競技が始まるときにイベントジャッジによって選ばれます。の カタパルテーターは5分が許可されています 自分のデバイスをセットアップして自分の写真を撮るため。

ステップ2：Vsを投げる射撃

ほとんどの競合他社は、ラバーバンドまたはマウストラップスプリングを動力源とした、単一のスローイングアームをフレームに取り付けた、典型的な卓上型カタパルトのバリエーションを製造しています。軽量のデザインの中には、細い長さの木材の生来の弾力性に頼るものがあります（ペイントスターラーや舌圧子など）。このアプローチには何の問題もありません、そしてこれらのデザインのすべては確かに必要な距離だけJet-Puffedを投げることができます。問題は、概念が古く、マシンが不正確であるということです。従来の思考の束縛を取り除き、新たに始めましょう！

基本的な片腕、投げかけスタイルのカタパルトは、一人ぼっち、マンゴネル、リトボロスとして様々に知られている一般的な古代のデザインから派生します。 トルメンタ, モナコン 、 等々。これらはすべて同じように機能します - 電源の張力に抗して硬い投げの腕​​を引き戻します（通常は撚りひも、またはScience Olympiadではゴムバンド）。発射体は、投球アームの端部のカップまたはスプーンに入れられます。解放されると、張力が解放され、腕を長い弧で前方に投げます。カタパルトフレームは腕の動きを止めますが、ミサイル - マシュマロ - はターゲットに向かって進みます。

カタパルトのこのスタイルは物事を高い弧で投げることができるだけで、マシュマロのような軽量で不規則な形の発射体を投げて床の上の平らな場所に平らにぶつかるのは非常に難しいです。

私たちのチームがこの問題を考えたときに最初に思いついたのは、「あなたが撃つことができるときに投げ捨てるのはなぜですか」チームの少年たちは、ミサイルを空中に投げ捨てるのではなく、目標に向かって直線で推進するのが賢明だと考えた。平らな弾道発射体は、弧状に投げられるよりもより正確に照準を合わせることができる。

それは素晴らしいアイデアでした。私たちが投げの代わりに撃つことができれば、イベントに関するいくつかの問題は消えるでしょう。試行錯誤の煩雑なプロセス、投げ機械が特定の引き戻しでマシュマロをどれだけ投げるかに関するデータを編集することは、もはや必要ではありませんでした。射撃装置は目標を狙うことができるので、推進力の差は重要ではなくなりました。十分な輪ゴムで、私たちの機械は近くか遠くで、どんなターゲットでも同じ勢いでマシュマロを飛ばすでしょう。

怒りの代わりに、私たちのマシンはバリスタ（あるいは現代の用語では、パチンコ）にもっと似ているでしょう。古代の弾道者は2台の武装投げ機で、横に並べられた2台の推進用かせを使ってある種の巨大なクロスボウを形成しました。ギリシャとローマの弾道者は巨大な槍投げを投げました、しかし最も大きいものは同じく岩を投げつけました。

私たちの最初のプロトタイプは、Tの両端にゴムバンドが付いた硬いT形のフレームを持つ、かなりミニバリスタかクロスボウでした。これはまったくうまくいきませんでした。ラバーバンドでマシュマロをしっかりと保持するのは困難でした（リリース前に落ちてしまった - ミスファイア）、マシュマロを保持するためにポーチを追加したときでさえ、ミサイルは頻繁に乱暴に飛んでいました。カタパルト、または単にチームの足元に足を踏み入れただけです。

我々はいくつかの研究をして、そしてストーンボウと呼ばれる何かに出くわした。これは中世でそしてその後黒火器の銃器によって置き換えられるまで使用されていた狩猟用の武器でした。ストーンボウは、ボールや弾丸を投げつけるのに特に適したクロスボウです。通常、石の弓のストックは発射体の邪魔にならないように湾曲しています（写真参照）。石の弓も二重の弦を使用しています - 私たちのカタパルトの最終的な形の役に立つ手がかりです。

ステップ3：アウト、チューブイン

ストーンボウスタイルの2倍の弦でも、マシュマロは滑り落ちて地面に落ちていきました。明らかにより安全なものが必要でした。

チームの男の子の一人はPocket Shot（TM）と呼ばれる装置の広告を見たことを思い出しました。これは力のために輪状フレームと円錐形ゴムの部分を使う手持ち型のパチンコです。あなたがしなければならないのは、発射体をラバーコーンに落として、リングを握り、コーンの内側にショットを引き戻して、そして飛ばすことだけです。ショットをコーンの中心に置くと、ショットは衝撃なしに高速でチューブラーホルダーを通過します。今、私たちは何かに取り組んでいました！

私たちは、マシュマロを発売するために単にPocket Shotのデザインを適応させることはできませんでした。製造されたラバーコーンは小さすぎます。そして、ポケットショットシステムは、ミサイルが引き分け中にコーンの内側に挟まれることを要求します。硬いプラスチック製のペレットやボールベアリングにはこれで問題ありませんが、マシュマロはそのような処理によってすりつぶされます。 Pocket Shotのコンセプトから発展したのは、直径4インチのPVC配管カップリングで作られたチューブラーヨークでした。

4インチのPVCカップリングは非常に頑丈なアイテムです。それは私達がそれに付けることができるどんな合理的な量の輪ゴムにも容易に耐えるでしょう。 2本のストランドがストーンボウのプロトタイプにマシュマロミサイルを入れることができなかったので、4本を試しました。これはうまくいきました、しかし、我々は5つ、それから8つの繊維を試し続けました。これは大きすぎる力でした。カタパルトはほとんど反動の下でひっくり返り、カタパルトチーム（10歳と11歳の2人の男の子）にとって、8本のストランドの引っ張りに抗して装置をコックするのは困難でした。

（この時点で、私たちは1本のストランドとして一緒に輪になった2本の33番のサイズのゴムバンドを使用していました。したがって4本のストランドは4 x 2、すなわち8本の33番です; 5本のストランドは5 x 2、8本のストランドは8 x 2です。）

ステップ4：2017カタパルトの建て方

2017年のカタパルトは、地元のホームセンターから購入した松、ポプラ、オーク材の寸法の木材で構成されていました。デバイス全体を75 x 75 cmの設置面積内に収める必要があることを念頭に置いて、カタパルトの寸法を次に示します。

スタンドの高さ、36インチ

在庫の長さ、24インチ

ベースの長さ、26インチ

ベースクロスビームの長さ、24インチ

スタンドの幅、3インチ

在庫の幅1.5インチ

アメリカの寸法木材は公称測定のみです。ユビキタスな "2x4"スタッドの長さは、年間2インチx 4インチではありません。下記の木材は、 実際の サイズ。ホームセンターでは公称サイズを使用します。したがって、1.5インチ四方であると私が示しているポプラスタッドは "2x2"、オークの厚板は "1x3"などと呼ばれます。

（幅×厚さ×長さ）

（2）1.5 x 0.75 x 36インチポプラ

（1）1.5 x 0.75 x 28インチオーク

（8）短いデッキねじ、それぞれ約1.5インチの長さ

（1）1 / 4-20六角ボルト、長さ4インチ

（2）フラットフェンダーワッシャー

（1）1 / 4-20ウィングナット

（1）1.5 x 1.5 x 26インチポプラ

（1）1.5 x 1.5 x 24インチポプラ

（4）1.5 x 1.5 x 9インチポプラ

（8）短いデッキネジ、長さ1.5インチ

自己粘着滑り止めラバーパッド

（1）直径4インチPVC管継手

（1）3 x 3インチ90度アングルスチールブラケット

（1）2 x 2インチ90度アングルスチールブラケット

（1）直径0.5インチの穴を有する直径0.75インチのネオプレンワッシャ

（1）長さ0.75インチの10-24丸頭ねじ

（1）10-24ナット、ロックワッシャー付き

（1）長さ2インチの10-24ボルト

（2）10-24ナット

（1）スクリーンドアフック。取り付けアイレットを取り外す必要があります。あなただけのフックが必要です。

（2）33番ゴムバンド

（4）Brites File Bands（7 x 1/8インチラバーバンド）

（5）3mmホワイトナイロンジップタイ

（1）0.25インチの穴のある0.75インチの直径の蛇口の洗濯機

約18インチ鋼管格納庫ストラップ

ツール：パワーマイターソー、ドリルプレス、ハンドドリル、ドライバー、小型モンキーレンチ、分度器、マーカーペン、スーパーグルー、各種ドリルビット、鉛筆。

ステップ5：在庫

在庫の材料：

（幅×長さ×厚さ）

（2）4 x 24 x 0.5インチイエローパイン板

（1）2.5 x 21 x 0.75インチオーク板

（3）8-32ボルト、各2インチの長さ

（3）8-32ナット

（6）8-32ボルトに適合する平ワッシャ

カタパルトストックは、3層の木材を単純に積層したものです。外層は、幅4インチ、厚さ1/2インチの黄色い松の厚板を2フィート（24インチ）の長さにカットしたものです。どちらの端を上にするかを選択し、上端の3.75インチの角度を付けます。 22.5度の傾斜を使用してください。これは私が家ではできなかった唯一のカットです。私は地元の大工店に行きました、そしてそこでそこの紳士は彼の巨大なテーブルのこぎりの上で短い順序で私のためにカットをしました。私はX-actoのこぎりで斜面の端を二乗しました。ベベルの上端は外側になります。これにより、PVCカップリングを固定するための「カップ」が作成されます。ヨークの下の空隙には、長さ0.75 x 0.75の四角いロッドパイン、ポプラ、またはオーク材を使用できます。これは後で金属バンドが追加されたときに固定ボルトに強度を与えます。

2.5 x 0.75オーク板を21インチの長さに切ります。これが株のハードコアです。前縁と底縁が平らになるように、24本のマツ板の間にはめ込みます。それらを一緒にクランプし、12インチの中心点を避けて、それらの長さに沿って4つの1/8インチの穴をあけます。最初にボルトの頭の下に適切な座金を入れた後、各穴を通して2インチの長さの8-32ボルトを入れてください。もう一方のワッシャを開いた端に置き、次に8-32ナットを締めます。しっかり締めます。

2.5 x 0.75インチのオーク板を6と5/8インチに切ります。これがトリガーマウントとなり、ストックに対して直角にセットされ、松の厚板の最後の3インチを埋めます。写真を勉強してください。トリガーマウントを所定の位置にセットして、以前のようにその8-32ボルト、ワッシャー、およびナットをドリルで開けますが、まだそれをインストールしないでください！

次のステップでは、カタパルトのヨークを作ります。

ステップ6：ヨーク

ヨークの材料：

（1）直径4インチPVC管継手

（4）Brites File Bands（7 x 1/8インチラバーバンド）

（4）3mmホワイトナイロンジップタイ

約18インチ鋼管格納庫ストラップ

（2）8-32ボルト、長さ2インチ

（2）8-32ナット

（4）8-32ボルトに適合する平ワッシャ

（1）1.5 x 17 x 0.75インチオーク

輪ゴムが取り付けられているヨークは、シンプルだが頑丈なPVCプラスチック製です。直径4インチのカップリングは、カタパルトによって発生した力を処理するのに十分な強度を持っています。また、直径によってマシュマロを簡単に通過させることができます。

最初にあなたは輪ゴムを取り付けるために必要な穴に印を付ける必要があるでしょう。カップリングを平らな面に垂直に置きます。カップリングの開口端に共通分度器を中心に置き、0度、90度、および180度の位置に印を付けます。 （私は黒のシャーピーの永久マーカーを使いました）。指示された場所でカップリングの縁に点を置きます。分度器を180度回転させ、分度器の0と180のマークを以前に作成したマークの上に設定します。次に90度の位置に点を置きます。これにより、カップリングの縁に90度離れた4つのドットができます。

小さな正方形の場合は、カップリングの側面の下半分に印を付けます。各点でPVCに1/8の穴を開けます。

最初の穴に3mmのナイロンジップタイを差し込みます。ジップタイをBritesファイルバンドの1つ（または使用しているラバーバンドストランド）のループに通します。ジップタイを閉じて締めますが、ゴムバンドが縛られずに前後に動くのに十分なスペースをタイループに残します。カップリングに4本の輪ゴムが取り付けられるまで、他の3つの穴でこの手順を繰り返します。

ゴムについてのいくつかの注意：最初に我々は1本のストランドを作るために一緒に輪にされた一対のNo.33輪ゴムを使いました。これらはうまくいきましたが、バンドはすぐに消耗し、練習中に壊れました。また、発射されたとき、バンドは前方に飛び出して、マシュマロをヨークを通して目標に向かって追いやります。その結果、バンドがもつれる傾向があります。 再び撮影する前にバンドを解く必要があります。 もつれたゴムで撃つと、ワイルドショットや失火が発生します。また発射する前には必ずバンドを解いてください。

ビルドの後半に、Britesのファイルバンドを発見しました。これらは、長さ7インチ（未延伸）×厚さ1/8インチの鮮やかな色の合成バンドです。それらのうちの4つは8番の33の仕事をします、そして、彼らはずっと長く続きます。また、長いバンドは積み上げられたストランドよりももつれが少ない傾向があります。英国人もカラーセットで来ます。バンドを色分けすることで、バンドのもつれを解消する作業が簡単になります。上の2つの青いバンドと下のペアのための2つのオレンジ色のバンドを使いました。これらを一目見れば、バンドの向きが正しいかどうかがわかります。

ヨークは取り付け穴を手前にして取り付けます。これにより、ドローの長さが最大になり、発射体に力がかかります。カップリングをカタパルトストックに取り付けるときは、4つの穴（およびラバーバンド）を1：30/4：30/7：30/10：30のクロック位置に設定する必要があります。カップリングを慎重に整列させるように注意してください。精度は精度に依存します。

ヨークは、素材の前端にある傾斜カットに寄り添います。それは、長さ約18インチのスチールパイプ吊りストラップで固定されています。ストラップをカップリングの中央にぴったりと巻きます。ストラップの下端近くのストックに穴を開け、2インチの8-32スチールボルトを通します。ボルトの頭の下と開放端にワッシャを使用してから、8-32ナットを追加します。しっかり締めます。この最初のボルトの約2インチ上に2番目の穴を開け、さらに8-32ボルト、ワッシャ、ナットを追加します。このボルトを締めると、カップリングの周りにストラップがしっかり引き寄せられます。これは非常に安全な取り付け方法です。必要に応じて、カップリングの上半分にあるストラップの穴を通して2本の短い木ネジを追加することができます。これらはストラップをヨークにしっかりと固定します。

最後に、ヨークの後ろの溝に1.5 x 0.75 x 17インチのオーク材を挿入します。それは良い摩擦フィットです。この木片は、素材をさらに強化し、ヨークに対するストッパーとして機能します。

ステップ7：システムとサポートを起動する

（1）2.5 x 6.625 x 0.75インチオーク板

（2）1×0.25×4インチポプラ旋盤

（4）小型0.5インチ長木ネジ、丸型ヘッド

（1）8-32ボルト、長さ2インチ

（3）8-32ナット

（4）8-32ボルトに適合する平ワッシャ

（2）33番ゴムバンド

（1）3 x 3インチ90度アングルスチールブラケット

（1）2 x 2インチ90度アングルスチールブラケット

（1）長さ2インチの10-24ボルト

（2）10-24ナット

（1）直径0.5インチの穴を有する直径0.75インチのネオプレンワッシャ

（1）長さ0.75インチの10-24丸頭ねじ

（1）10-24ナット、ロックワッシャー付き

（1）スクリーンドアフック。フックのアイレットはあなたが必要とするものです。フック自体は必要ありません。

（1）3 mmナイロンジップタイ（または1 1インチスチール製分割リングキーリング - テキストを参照）

ヨークを取り付けてBriteバンドを取り付けたら、トリガーシステムを作成します。サイエンスオリンピアードのルールでは、鉛筆で動かすことができる引き金が必要です。

私たちの最初の引き金は単に株の終わりに直角に設定されたオークブロックに垂直にあけられた穴でした。穴の中に6ペニーの釘がゆるく押し込まれているのが引き金です。撃つために、バンドは彼らのキーパーとリングに引き戻されて、爪の上に引っ掛けられました。くぎをヤンクアウトするとカタパルトが発砲した。これはうまくいきましたが、それは粗雑でした。釘を引き上げたり外したりしても、リングとキーパーが分断され、精度が損なわれます。

（リングとキーパーについての一言 - 私達はこの順番で4つの輪ゴムを集めました：右上の上のバンド、右下の下のバンド、左下の左のバンド、左上の上のバンド。これらは順番に輪になりました。ひもの端は0.75インチの黒いネオプレンワッシャーの中央の穴を通して送られましたが、このワッシャーは撮影時にバンドをまとめるので「キーパー」です実際にマシュマロを叩いてそれを駆動するのはキーパーです。キーパーの裏側には、スプリットスプリングスチールリング（実際には直径1インチのキーリング）があり、ラバーバンドをスプリットに通し、リングがバンドに固定されるまでリングを回転させます。 この取り決めは非常にうまく機能しました、しかしそれは2017年科学オリンピック規則の下で合法ではありません ！ 「ヒンジを除いてスローイングアームには金属がない」という規則があるため、分割リングを3mmのナイロンジップタイに交換する必要がありました。焼成の負担が安いものを壊す可能性があるので、良質のジップタイを使用してください。私たちはナイロンのジップタイと競って1位を獲得しましたが、写真はスチールのスプリットリングを示しています。）

釘と穴というもっと正確なメカニズムが欲しいのなら、私たちは次に洗濯挟みをばね式の引き金として使うことを試みました。洗濯挟みの片側、あごの近くに穴を開け、滑らかなスチールピンを取り付けました。次に、輪ゴムを引き戻してアンカーリングを洗濯挟みのあごに固定します。そこではスチールピンが洗濯挟みの開いた端が押されるまでリングを所定の位置に固定します。ジン！これはうまくいきましたが、洗濯ばさみの上昇する鼻がそれを持ってリングを運び、マシュマロの飛行経路を捨てるので、やはり正確さが損なわれました。

アンカーリングをそれほど乱さないようにするためのトリガーが必要でした。それから、アンカーブロックをより高く切り、2.5 x 6.625 x 0.75インチのブロックに落ち着きます。メカニズムがコックされたときに輪ゴムがセンタリングされることは不可欠でした、それで我々はセンタリングジグを作りました。私は4インチのPVCパイプの「ノックアウト」キャップを手に入れました。もちろん、これはヨークの内側に収まります。キャップに1/8インチの穴の死点をあけました。キャップをヨークの所定の位置に配置した状態で、穴を通してレーザーポインターを照射しました。赤い点がトリガーブロックに触れたところで、我々は約7/8インチの深さと1/8インチの幅の水平のスロットを切りました。次に、ブロックの上部からスロットに上下にスライドさせるための1/4インチの穴をあけました。

曲がった釘、木製のレバーなどを使って多くの議論といじりをした後、我々は2インチの直角の鋼鉄ブラケットに落ち着きました。ペンチを使って、ブラケットをL字型から平らなV字型に曲げます。

--- v ---

トリガーブロックの両側に短い固定部品（0.25 x 4インチ）のポプラ旋盤を固定して、曲げたブラケットを固定します。 4本の短い木ねじで旋盤を固定します。それ以外の場合は、トリガーレバーが浮きます。それはまったくブロックに固定されていませんが、 'V'の曲がりを中心に回転します。

トリガーピンには、フックをカットした状態でスクリーンドアフックを使用しました（Dremelツールとカットオフホイールを使用しました。弓のこでも同様に可能でした）。得られたピンは上部にリングを持ち、長さ約1インチのまっすぐなすねを持っていました。私たちはこの単純なレバーを最初に試したが、機械的利点は低かったので、私たちは3インチの直角ブラケットを曲がったVトリガーの後部にボルトで固定した。強く押しすぎるとトリガーが所定の位置から外れないようにするために、オーバートラベルを防ぐために、3インチ長さの8-32ボルトを3インチブラケットの最後の開いた穴に取り付けて止め具として機能させます。写真を勉強しなさい - 彼らはそれを最もよく説明している。

引き金を通常閉じたままにするために、我々は1対の33番の輪ゴムを輪にして、引き金ピンのアイレットを通してそれらを通しました。トリガーブロックをストックに固定するために使用したボルトに、ナットとワッシャーを追加しました。我々は、それを株を通して挿入する前に、ワッシャー、ナットと2番目のワッシャーをボルトヘッドにきつく締めました。ワッシャ、ナット、ワッシャナットの2つ目の「サンドイッチ」を外側の端に貼り付け、所定の位置にぴったりとはめ込みました。この配置は私達に引き金を引っ張っている輪ゴムを引っ掛けるのに便利な場所を与えた。

2つのブラケットをつなぐネジが緩むのではないかと心配して、ナットに1〜2滴のスーパーグルーを付けました。ネジ溝がカタパルトの軸に対して90度に揃っていることを確認してください。計画的な理由から、この接続にはスロット付きネジを使用しました。それは、最終的な照準システムです。

ステップ8：観光スポットを見る

このプロジェクトでは、照準システムほど多くの実験やプロトタイプ作成を行ったものはありません。私達のカタパルトが狙い通りでなければならないこと、それが私達が撃つことは私達のデザイン哲学の重要な側面でした で マシュマロを投げるだけでなく、ターゲットヨーク、ストック、そしてトリガー機構のデザインが完成したとき、我々はどのように狙いを定めるかという問題に取り組まなければなりませんでした。私たちは試しました：

マシュマロの代わりに装填されたくり抜かれたコルクに修正されたレーザーポインターを取り付ける。レーザードットが目標に落ち着いたら、コルクを取り外し、標準マシュマロを装填した。

2.上記のように、マシュマロと同じ直径の平らなナイロンワッシャにレーザーポインタを取り付け、マシュマロのように挿入します。

3.分度器と弦の長さを使用して、カタパルトをターゲットに合わせ、最適な照準角を決定します。

4.ライフルを狙うように、ヨークの縁にある凡例マークを使用して、ターゲットスポット上で株を覗いて揃えます。

5.ヨークの下のオフセットマウントにレーザーポインタを取り付け、照準点に「ダイヤルイン」します。

6.トリガーブロックをヨークに接続するレールに安価なエアライフル望遠鏡の照準器を取り付けます。

これらのどれも満足のいくものではありませんでしたが、（4）が最終設計につながりました。

レーザーを使用することの問題点は、マシュマロは気まぐれな発射体であるということです。彼らは軽くて、しばしば形を崩して、そして重さでそれぞれ異なります。より長い距離でそれらは転がって空気中を漂流します。これらの変数の結果、正確な照準方法は時間と労力の面で不採算になります。サイエンスオリンピアードはイベントのための5分の制限時間を設定します。チームは5分以内に両方の目標を設定し、ロードし、照準を合わせ、射撃しなければなりません。望遠鏡の光景を調整したり、鉛直線や分度器で遊ぶ時間はありません。

ヨークの縁に黒いマーカードットを使用すると驚くほど良い結果が得られ、その方法は速かった。チームがしなければならなかったのは、ストックを見落とし、ターゲットをヨークの中心に置くことだけでした。凡例マークはこれを容易にしました。

もともとマークは穴あけ加工の残りの部分でした（ゴムバンドを取り付けることができるところに90度のセグメントをマークする）。たった3つの凡例マーク（ゼロ、90、および180度）を使って、我々は目標にかなりうまくゼロを合わせることができました。アイデアを改善して、我々は木製の舌圧子から先のとがった指標をカットして、黒い印があった場所にこれらをねじで締めました。 （写真参照）

最後の感触はリアサイトの形になった。平鋼製のワッシャをトリガーバーの上部の溝付きネジ頭の所定の位置に重ねて接着した。これは素晴らしい「ゴーストリング」の光景を作りました。チームがしなければならなかったのは、後部の視界を覗き込んで、ターゲットをフロントインディケータと揃え、そして飛行させることだけでした。

サイドノート：照準射撃は許されませんでした。残念な！ 3ショットを考えれば、少なくとも近いほうのターゲットでは、実際の雄牛の目を常にゼロ調整して撮影することができます。

ステップ9：台座とベース

台座のための材料：

（幅×厚さ×長さ）

（2）1.5 x 0.75 x 36インチポプラ

（1）1.5 x 0.75 x 28インチオーク

（8）短いデッキねじ、それぞれ約1.5インチの長さ

（1）1 / 4-20六角ボルト、長さ4インチ

（2）フラットフェンダーワッシャー

（1）1 / 4-20ウィングナット

ベースの材料：

（1）1.5 x 1.5 x 26インチポプラ

（1）1.5 x 1.5 x 24インチポプラ

（4）1.5 x 1.5 x 9インチポプラ

（8）短いデッキネジ、長さ1.5インチ

粘着性ゴム製滑り止めパッド

正確さは安定したプラットホームを必要とします、そして我々は簡単な台座モデルに落ち着く前にいくつかのデザインを実験しました。

私たちの最初のカタパルトマウントは古い35 mmカメラ三脚でした。これは、旋回するトラバースと標高のコントロールで照準を合わせることを可能にしたので、訴えました。残念ながら、75 x 75 cmのフットプリントでは、三脚の脚を最も広く安定した範囲まで広げることができませんでした。狭いベースでは、軽量のアルミニウム製三脚は安定していませんでした。発射されたとき、それは揺れました、それで我々はカメラの三脚を放棄しなければなりませんでした。他の状況下では、三脚は優れた選択かもしれません。

三脚のアイデアを捨てて、それは木に戻りました。サイエンスオリンピアードのルールはカタパルトの高さを制限していなかったので、私たちは台座を望みの高さにすることができました。私達が撃つことができればそれは私達の仕事をより確実にするだろう ダウン 私たちの目標で。唯一の実用的な考慮事項は、私たちの激情の高さでした。結局、我々は照準の容易さと正確さの間の良い妥協点として36インチの台座に落ち着いた。

中央の台座は、1.5 x 0.75 x 28インチのオーク材中央ストレーキで作られた2本の1.5 x 0.75 x 36インチのポプラのピースでできたI型梁です。底部の上に収まるように底部のオークに2.5インチの隙間を残し、上部に数インチのスペースを置いて、保管室を上下に旋回できるようにします。 （写真参照）片側4本（合計8本）の短いデッキスクリューを使用してピースを結合し、それらをずらして最も強いグリップを得ました。

私たちの最初のベースは一般的な2 x 4の製材でしたが、私たちは歪んでいない製材を見つけるのに苦労しました。我々は2 x 4秒であきらめて、そして実際に1.5インチ平方である「2 x 2」ポプラに頼った。ポプラは、透明で丈夫な、優れた直木です。必要なフットプリントパラメータを念頭に置いて、我々は "2 x 2"ポプラの2つの連動部分のベースを作りました。在庫に平行な部分は長さ26インチです。交差部分は24インチです。私は26インチのピースの中央のすぐ前のベースピースにハーフラップジョイントを切りました。台座はボトムレールの中央に、クロスピースはその真正面にくるようにしたいと思いました。交差点に短いデッキスクリューを通し、台座を取り付けます。慎重に台座が外側の厚板とベースを貫通するように1/4インチの穴を開け、台座がベースの下側とぴったり重なるようにしました。 1つの大きなフェンダーワッシャーをヘッドの下に、もう1つを開口端に4インチの1 / 4-20ボルトで台座をベースに固定しました。私達は1 / 4-20ウイングナットをかぶせました、これが必要ならば私達がスタンドを解体することを可能にすると考えました。

ブレースは複雑すぎました。私はそれぞれの端で45度でカットされた4つの「2 x 2」ポプラを持っていました、以前のプロジェクトからの回収。 I型梁とオフセットベースの中空の中心のために、私はすべてが収まるように "1 x 2"ポプラから小さなフィラーブロックを切り取らなければなりませんでした。これはもっと簡単にできたかもしれません。

床が傷つくのを防ぐために（ルールに従って）、我々はベースの下側に貼り付け用のゴムパッドを付けました。これらはまた、発射時にカタパルトを安定させるのに役立ちます。

最後にすべきことは、完全なカタパルトをスタンドに取り付けることです。私は10-24のボルト、ワッシャ、そしてウィングナットを手軽に手に入れました、それで我々はスタンドと在庫を通して退屈してそれらを一緒にボルトで固定しました。 （穴が株に対して90度であることが重要であったので、私は実際にこれのためにドリルプレスを使いました。さもなければカタパルト取り付けは斜めになるでしょう）。ウイングナットが所定の位置にぴったりと収まると、カタパルトはしっかりとした摩擦嵌合で保持された。トラバースはスタンドを左右にナッジすることに限られていました、そして、上昇は株を上下にぶつけるために拳を使って男の子によって最もよくされました。

ステップ10：哲学。 。 。

これは小学校の科学コンテストには多すぎるのでしょうか。

どういたしまして。私たちは2017年1月上旬から4月中旬までカタパルトに取り組み、放課後週に1回、春休みやその他の休日には時間をかけて集まりました。大人として、私はすべてののこぎりと穴あけをしました、しかし男の子は私たちが思いついたそれぞれの新しい考えをブレインストーミングしてテストしました。私たちは時々反対した。例えば、少年たちはスタンドとしてカメラ三脚を使うことに非常に執着していました、しかしその不安定さは結局明白になり過ぎました。私たちはレーザーポインターをなんらかの方法で使うことを非常に試みました（レーザーはクールです！）が、結局、マシュマロのわがままさはレーザーが不必要であることを示しました。

私たちはたくさん学んだ。材料の強さ、弾力性、空気力学、物理、不規則な物体の飛翔経路、そしてまだ創造的でありながら規則の範囲内で作業する方法について学びました。私たちのデザインは、私が他のチームがそれに異議を唱える可能性があると予想していたので根本的なものでした。イベントの何人かのコーチが私たちのマシンが本当のカタパルトではないことに抗議したので、それは私がした良いことでした。コンテストの他のすべてのマシンは熱心なタイプでした。幸いなことに我々は我々の設計に対して事前に承認を得ていた。

そして我々は一位に勝ちました！サイエンスオリンピアードの本当の目的はメダルやトロフィーを獲得することではなく、参加することです。科学的方法を直接経験するために競争を利用すること。私たちは実行するタスクを与えられました。問題が発生し、理論が検証され、解決策が見つかりました。イベントは楽しさと考えさせられるものです。マシュマロカタパルトは確かにチームを作ることに成功したと私は思う、そして私たち全員がそれをやって楽しんだと私は思う。

ステップ11：カタパルト読書

マシュマロカタパルトの研究中に調べた本：

GURSTELLE、ウィリアム。裏庭の弾道学。 2012年シカゴレビュープレス。

ミドルトン、リチャード。人力武器と弾薬のための実用ガイド。 Skyhorse Publishing、2007年。

NOSSOV、コンスタンチン。古代と中世の攻城兵器。ライオンズプレス、2005年。

PAYNE-GALLWEY、ラルフ卿。クロスボウ1996年、Barnes and Noble Books

（この本の多くの版が利用可能です。）

RIHILL、トレイシー。カタパルト：歴史。ウェストホルム出版、2007。

TUNIS、エドウィン。武器、絵の歴史。 1972年のワールド・パブリッシング

（このタイトルの現代版は見つかります。）

パチンコのすべてのことについての楽しくて有益なウェブサイト：パチンコチャンネル。