Jak rychle se střela pohybuje, když opouští konec hlavně zbraně, která se nazývá úsťová rychlost, je velmi zajímavá oběma těm, kteří pracují v oblasti balistiky a fyziky, kteří chtějí pokrýt několik klíčových konceptů v jednom, no, výstřel.
Pokud je hmotnostma úsťová rychlostprotikulky, její kinetická energie a hybnost lze určit ze vztahůEk = (1/2)mproti2 a hybnostp = mproti. Tyto informace zase mohou odhalit mnoho o druhu biologických a dalších účinků, které mohou vyplynout z jediného vybití střelné zbraně.
Úsťová rychlostní rovnice
Pokud znáte zrychlení střely, můžete určit úsťovou rychlost z kinematické rovnice
v ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax
kdeproti0 = počáteční rychlost = 0,X= ujetá vzdálenost uvnitř hlavně zbraně aproti= úsťová rychlost.
Pokud vám není dána hodnota zrychlení, ale místo toho znáte palebný tlak uvnitř hlavně, lze vzorec úsťové rychlosti odvodit ze vztahů mezi čistou silouF(hmotnost krát zrychlení), plochaA, HmotnostmtlakP(síla dělená oblastí) a zrychleníA(síla dělená hmotou).
ProtožeP = F/A, F = mAa oblastAprůřezu válce (o kterém lze předpokládat, že má hlavně hlaveň zbraně) je πr2 (rje poloměr tlamy),Alze vyjádřit pomocí těchto dalších veličin:
a = \ frac {Pπr ^ 2} {m}
Alternativně můžete získat hrubý odhad rychlosti střely měřením vzdálenosti od ústí hlavně k cíli a vydělením to časem, který střele trvá, než dosáhne cíle, i když kvůli odporu vzduchu dojde k určité ztrátě. Nejlepší způsob, jak určit úsťovou rychlost, je použití chronografu.
Kinematické rovnice pro pohyb střely
Standardnípohybové rovniceovládat vše, co se pohybuje, od kulek po motýly. Zde konkrétně představujeme formu, kterou mají tyto rovnice v případě pohybu střely.
Všechny problémy s pohybem střely jsou problémy s volným pádem, protože po počáteční rychlosti je střele dána v časet= 0 úlohy, jedinou silou působící na projektil je gravitace. Bez ohledu na to, jak rychle je kulka vystřelena, padá k Zemi stejně rychle, jako kdyby vám byla jednoduše spadnuta z ruky. Tato protiintuitivní vlastnost pohybu se opakovaně zvedá v problémech s projektilem.
Všimněte si, že tyto rovnice jsou nezávislé na hmotnosti a nezohledňují odpor vzduchu, což je běžná kvalifikace v jednoduchých fyzikálních výpočtech.Xayjsou horizontální a vertikální posunutí v metrech (m),tje čas v sekundách,Aje zrychlení v m / s2, aG= zrychlení v důsledku gravitace na Zemi,9,81 m / s2.
\ begin {aligned} & x = x_0 + v_xt \; \ text {(konstantní v)} \\ & y = y_0 + \ frac {1} {2} (v_ {0y} + v_y) t \\ & v_y = v_ {0y } -gt \\ & y = y_0 + v_ {0y} t- \ frac {1} {2} gt ^ 2 \\ & v_y ^ 2 = v_ {0y} ^ 2-2g (y-y_0) \ end {zarovnáno}
Použitím těchto rovnic můžete určit dráhu vystřelené střely a dokonce ji opravit kvůli gravitaci při míření na vzdálený cíl.
Vybrané úsťové rychlosti
Typické ruční zbraně mají úsťové rychlosti v rozsahu 1 000 ft / s, což znamená, že by taková střela urazit míli za něco málo přes pět sekund, pokud nic nenarazilo nebo tím nespadlo na zem směřovat. Některé policejní střelné zbraně jsou vybaveny k vybíjení střel rychlostí vyšší než 1 500 ft / s.
- Chcete-li převést z ft / s na m / s, vydělte 3,28.
Kalkulačka úsťové rychlosti
V části Zdroje najdete online nástroj, který umožňuje zadávat velmi podrobné informace o konkrétních střelných zbraní a střel k dosažení odhadů úsťové rychlosti a dalších souvisejících údajů balistika.