Собствениците на оръжия често се интересуват от скоростта на отката, но не са единствените. Има много други ситуации, в които е полезно да се знае количеството. Например, баскетболист, който прави скок, може да поиска да знае скоростта му назад, след като пусне топката, за да избегне блъскане в друг играч и капитанът на фрегата може да иска да знае ефекта, който освобождаването на спасителна лодка има върху напред кораба движение. В космоса, където липсват сили на триене, скоростта на откат е критична величина. Прилагате закона за запазване на импулса, за да намерите скоростта на отката. Този закон произтича от Законите на Нютон за движението.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Законът за запазване на импулса, изведен от Законите за движение на Нютон, предоставя просто уравнение за изчисляване на скоростта на отката. Базира се на масата и скоростта на изхвърленото тяло и масата на отдръпващото се тяло.
Закон за запазване на инерцията
Третият закон на Нютон гласи, че всяка приложена сила има еднаква и противоположна реакция. Пример, който обикновено се цитира при обяснението на този закон, е този на превишена скорост, която удря тухлена стена. Колата упражнява сила върху стената, а стената упражнява реципрочна сила върху автомобила, който я смачква. Математически, падащата сила (F
F_I = -F_R
Вторият закон на Нютон определя силата като масово ускорение на времето. Ускорението е промяна в скоростта:
a = \ frac {\ Delta v} {\ Delta t}
така че нетна сила може да бъде изразена:
F = m \ frac {\ Delta v} {\ Delta t}
Това позволява Третият закон да бъде пренаписан като:
Това е известно като закон за запазване на инерцията.
Изчисляване на скоростта на отката
В типична ситуация на откат освобождаването на тяло с по-малка маса (тяло 1) оказва влияние върху по-голямо тяло (тяло 2). Ако и двете тела започват от покой, законът за запазване на импулса гласи, че m1v1 = -m2v2. Скоростта на отката обикновено е скоростта на тялото 2 след освобождаването на тялото 1. Тази скорост е
v_2 = - \ frac {m_1} {m_2} v_1
Пример
- Каква е скоростта на откат на 8-килограмова пушка Winchester след изстрелване на 150-зърнен куршум със скорост 2 820 фута / секунда?
Преди да решите този проблем, е необходимо да изразите всички величини в последователни единици. Едно зърно е равно на 64,8 mg, така че куршумът има маса (mБ.) от 9 720 mg или 9,72 грама. Пушката, от друга страна, има маса (mR) от 3 632 грама, тъй като в килограм има 454 грама. Сега е лесно да се изчисли скоростта на откат на пушката (vR) във футове / секунда:
v_R = - \ frac {m_B} {m_R} v_B = - \ frac {9.72} {3,632} 2,820 = -7,55 \ text {ft / s}
Знакът минус означава факта, че скоростта на откат е в посока, обратна на скоростта на куршума.
- Фрегата с 2000 тона освобождава 2-тонна спасителна лодка със скорост 15 мили в час. Ако приемем незначително триене, каква е скоростта на отката на фрегата?
Теглата се изразяват в едни и същи единици, така че няма нужда от преобразуване. Можете просто да напишете скоростта на фрегата като:
v_F = - \ frac {2} {2000} 15 = -0,015 \ text {mph}
Тази скорост е малка, но не е за пренебрегване. Това е над 1 фут в минута, което е важно, ако фрегатата е близо до док.
