Kummaline vaatepilt oleks tõepoolest vaadata keskaegset kahurit, mis on ratastega liikunud kaasaegsele lahinguväljale, kus droonid suumivad õhuliinide kohal ja soomustatud mootoriga tankid maas.
Kuid mitte ainult ei olnud kahur maailmas kõige enam kardetud mehaaniline relv väga pikka aega, vaid ka kahurikuuliga kehastatud mürsu liikumise vormi reguleerivad füüsikalised põhimõtted dikteerivad ka tänapäevaseid relvad. Kahur on tegelikult lihtsalt mingi relv, milles "kuuli" mass on väga suur. Sellisena täidab see samu mürsu liikumise seadusi ja mürskude füüsika mõistmine aitab teil mõista suurtükifüüsikat.
Kahurite ajalugu
Kahurikuule kujutatakse filmis sageli plahvatuslikult löögina, tekitades pürotehnika kaudu suurema osa oma kaost. Tegelikkuses oli enne 1800. aastate keskpaika kavandatud suhteliselt vähe mürske, mis plahvatasid pärast käivitamist. Nad tegid oma kahju nüri jõuga, kasutades tohutulthoog(mass korda kiirus) selle saavutamiseks.
1400. aastatel tootsid tollased sõjapealikud süütenööridega varustatud kahurikuule, mis olid mõeldud vaenlase territooriumil plahvatamiseks, kuid see kaasnes tõsine halva ajastuse või valesti toimiva kahuri oht, mis viis võitlusjõuna täpselt vastupidise tulemuse otsitakse.
Kui suured on kahurikuulid?
Sihikindlalt vette lastud raskete esemete suurused on aja jooksul tohutult varieerunud, kuid pilk 18. sajandi Inglismaale annab ülevaate, kuidas kahurikuulid tegelikult välja nägid. Riiklik sõjaministeerium kasutas kaheksat standardsuurust, läbimõõt tõusis sammuga umbes 1/2 tolli (1,27 cm).
See valik oli kasulik, sestsfääri mahton
V = \ frac {4} {3} \ pi r ^ 3
kusron raadius (pool läbimõõdust), seega ühtlase tihedusega objektide massid tõusevad seega prognoositavas proportsioonis raadiuse kuubikuga. Läbimõõdud olid tegelikult ümardatud, et võimaldada kahurikuulide täpset kaalu, 4–42 naela ebavõrdsete sammudega.
Kahurfüüsika
Kahurikuuli laskmine nõuab märkimisväärset jõudu, mida kuulutab asjaolu, et sellised sündmused on tavaliselt lärmakad ja vägivaldsed. Kuid vähem intuitiivne on see, et mürsk lahkub kohe seadmest, mis käivitab selle käivitamise,ainus sellele hetkest peale mõjuv jõud, kui õhutakistus jäetakse tähelepanuta, on Maa raskusjõud(eeldades, et Maa on seal, kus seda sündmust korraldatakse).
See tähendab, et saate mürsu liikumise kahuriprobleemi käsitleda kahe eraldi probleemina, millest üks on püsikiirusega horisontaalse liikumise jaoks, mida käivitamine annab, ja üks pideva kiirendusega vertikaalseks liikumiseks nii objekti esialgse ülespoole liikumise (kui see on olemas) kui ka raskusjõu mõjul kahurikuul. Lahendus leitakse, liites need vektorite summadena kokku.
Täpsemalt, lisaks raskusjõule määrab kahurikuuli tee ka temastardinurkθ jakäivitamise (algne) kiirusv0.
Cannonball Motioni võrrandid
Algkiirus tuleb eraldada horisontaalseks (v0x) ja vertikaalsed (v0a) komponendid lahendamiseks; neid saate hankida aadressilt
v_ {0x} = v_0 \ cos {\ theta} \ text {ja} v_ {0y} = v_0 \ sin {\ theta}
Horisontaalse liikumise jaoks olete
v_x (t) = v_ {0x}
mis võib eeldada, et see ei vähene enne, kui objekt midagi tabab (tuletame meelde, et selles idealiseeritud seades pole hõõrdumist). Thehorisontaalneläbitud vahemaa aja funktsiooninaton lihtsalt
x (t) = v_ {0x} t.
Vertikaalse liikumise jaoks olete
v_y (t) = v_ {0y} - gt
kus g = 9,8 m / s2ja
y (t) = v_ {0y} t - (1/2) gt ^ 2
See näitab, et raskusjõu mõjude korral suureneb vertikaalne kiirus negatiivses (allapoole suunatud) suunas.