в його записах, може означати, що такий висновок був зроблений ним остаточно. Безсумнівно, він застосовував його в багаторазових спробах удосконалити конструкцію арбалета з так званими блоковими дугами.
Блокові дуги, в яких тятива пропущена через блоки, відомі сучасним стрільцям з лука. Ці дуги дозволяють досягти високої швидкості польоту стріли. Закони, що лежать в основі їх дії, зараз добре відомі. Леонардо да Вінчі не мав настільки ж повного уявлення про дію блочних дуг, проте він винайшов арбалети, в яких тятива пропускалася через блоки. У його арбалетах блоки зазвичай мали жорстке кріплення: вони не переміщалися разом з кінцями дуги, як у сучасних арбалетах і луках. Тому дуга в конструкції арбалета Леонардо да Вінчі не чинила такого ж дії, як у сучасних блокових дугах. Так чи інакше, Леонардо да Вінчі, очевидно, мав намір виготовити дугу, конструкція якої дозволяла б вирішити проблему "тятива - кут", тобто збільшення сили, що діє на стрілу, досягалося б за рахунок зменшення кута в центрі тятиви. Крім того, він намагався зменшити втрати енергії при стрільбі з арбалета.
В основній конструкції арбалета Леонардо да Вінчі дуже гнучка дуга зміцнювалася на станині. На деяких малюнках видно, що при максимальному натягу тятиви дуга вигиналася майже в коло. Від кінців дуги тятива з кожного боку пропускалася через пару блоків, укріплених попереду станини поруч з направляючою канавкою для стріли, а потім йшла до спускового пристрою.
Леонардо да Вінчі, мабуть, ніде не дав пояснення своєї конструкції, проте її схема неодноразово зустрічається в його малюнках разом з зображенням арбалета (також з сильно вигнутою дугою), в якому натягнута тятива, що йде від кінців дуги до спускового пристрою, має V-подібну форму.
Представляється найбільш імовірним, що Леонардо да Вінчі прагнув максимально зменшити кут в центрі тятиви з тим, щоб стріла при пострілі отримувала більше прискорення. Можливо, що й блоки він використовував для того, щоб кут між тятивою і крилами арбалета залишався якомога довше близьким до 90 В°. Інтуїтивне уявлення про закон додавання сил допомогло йому радикально змінити перевірену часом конструкцію арбалета на основі кількісного співвідношення між енергією, "запасеної" в дузі арбалета, і швидкістю руху стріли. Безсумнівно, він мав уявлення про механічну ефективності своїй конструкції і намагався додатково удосконалити її.
Блокова дуга Леонардо да Вінчі, мабуть, була непрактичною, оскільки різке натяг тятиви призводило до значного її вигину. Таку значну деформацію могли витримати лише складові дуги, виготовлені особливим чином.
Складові дуги використовувалися за життя Леонардо да Вінчі і, можливо, саме вони викликали у нього інтерес до тієї проблеми, спроби вирішити яку привели його до уявлення про те, що іменується нейтральній площиною. Дослідження цієї проблеми було пов'язано і з більш глибоким вивченням поведінки матеріалів під дією механічної напруги.
У типовій складовою дузі, що застосовувалася в епоху Леонардо да Вінчі, зовнішня і внутрішня сторони крил арбалета виготовлялися з різних матеріалів. Внутрішня сторона, що зазнавала стиск, зазвичай виготовлялася з роги, а зовнішня, що працювала на розтяг, - з сухожиль. Кожен з цих матеріалів міцніше дерева. Між зовнішньою і внутрішньою сторонами дуги використовувався дерев'яний шар, досить міцний, щоб додати крилам жорсткість. Крила такої дуги можна було згинати більш ніж на 180 В°. Леонардо да Вінчі мав деяке уявлення про те, як виготовляли таку дугу, а проблема вибору матеріалів, які могли б витримувати сильний натяг і стиснення, можливо, привела його до глибокого розуміння того, як виникають напруги в тій чи іншій конструкції.
На двох невеликих малюнках (виявлених в "Мадридської рукописи ") він зобразив плоску пружину в двох станах - деформованому і недеформованому. У центрі деформованої пружини він накреслив дві паралельні лінії, симетричні відносно центральної точки. При згинанні пружини ці лінії розходяться з опуклою боку і сходяться - з увігнутою.
Ці малюнки супроводжує підпис, в якій Леонардо да Вінчі зазначає, що при згинанні пружини опукла частина стає товщі, а увігнута - тонше. "Така модифікація є пірамідальної і, отже, ніколи не буде змінюватися в центрі пружини ". Іншими словами, відстань між спочатку паралельними лініями буде зростати в верхній частині по мірі його зменшення у нижній. Центральна частина пружини слугує свого роду балансом між двома сторонами і являє собою зону, де напруга дорівнює нулю, тобто нейтральну площину. Леонардо да Вінчі розумів також, що як натяг, так і стиснення збільшуються пропорційно відстані до нейтральної зони.
З малюнків Леонардо да Вінчі видно, що подання про нейтральну площині виникло у нього і при вивченні дії арбалета. Прикладом є його малюнок гігантської катапульти для стрільби каменями. Згинання дуги цього зброї проводилося за допомогою гвинтового ворота; камінь вилітав з кишені, ро...
