La velocità con cui viaggia un proiettile quando lascia l'estremità della canna di un fucile, chiamata velocità iniziale, è di grande interesse sia a coloro che lavorano nel campo della balistica che agli studenti di fisica che cercano di coprire alcuni concetti chiave in uno, beh, tiro.
Se la massame velocità inizialevdi un proiettile sono noti, la sua energia cinetica e la quantità di moto possono essere determinate dalle relazioniEK = (1/2)mv2 e slanciop = mv. Queste informazioni a loro volta possono rivelare molto sul tipo di effetti biologici e di altro tipo che possono derivare dalla singola scarica di un'arma da fuoco.
Equazione della velocità del muso
Se conosci l'accelerazione del proiettile, puoi determinare la velocità iniziale dall'equazione cinematica
v^2 = v_0^2 + 2ax
dovev0 = velocità iniziale = 0,X= distanza percorsa all'interno della canna del fucile, ev= velocità iniziale.
Se non ti viene dato il valore dell'accelerazione ma conosci invece la pressione di sparo all'interno della canna, una formula di velocità alla volata può essere derivata dalle relazioni tra la forza netta
F(massa per accelerazione), areaUN, massam, pressioneP(forza divisa per area) e accelerazioneun(forza divisa per massa).PerchéP = F/UN, F = mun, e l'areaUNdella sezione trasversale di un cilindro (che si può presumere essere la volata di un fucile) è πr2 (ressendo il raggio del muso),unpuò essere espresso in termini di queste altre quantità:
a = \frac{Pπr^2}{m}
In alternativa potresti ottenere una stima approssimativa della velocità del proiettile misurando la distanza dalla volata a un bersaglio e dividendo questo per il tempo impiegato dal proiettile per raggiungere il bersaglio, anche se ci sarà qualche perdita a causa della resistenza dell'aria. Il modo migliore per determinare la velocità iniziale è utilizzare un cronografo.
Equazioni cinematiche per il moto del proiettile
Lo standardequazioni del motogoverna tutto ciò che si muove, dai proiettili alle farfalle. Qui presentiamo specificamente la forma che assumono queste equazioni nel caso del moto del proiettile.
Tutti i problemi di moto del proiettile sono problemi di caduta libera, perché dopo che viene data una velocità iniziale al proiettile al tempot= 0 del problema, l'unica forza che agisce sul proiettile è la gravità. Quindi, non importa quanto velocemente venga sparato un proiettile, sta cadendo verso la Terra altrettanto velocemente come se fosse semplicemente caduto dalla tua mano. Questa proprietà contro-intuitiva del movimento solleva ripetutamente la testa nei problemi di moto dei proiettili.
Si noti che queste equazioni sono indipendenti dalla massa e non tengono conto della resistenza dell'aria, una qualifica comune nei semplici calcoli di fisica.Xesìsono lo spostamento orizzontale e verticale in metri (m),tè il tempo in secondi (s),unè l'accelerazione in m/s2, eg= l'accelerazione di gravità sulla Terra,9,81 m/s2.
\begin{allineato} &x = x_0 + v_xt \;\text{(v costante)} \\ &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{allineato}
Usando queste equazioni, puoi determinare il percorso di un proiettile sparato e persino correggere la caduta dovuta alla gravità quando miri a un bersaglio lontano.
Velocità di volata selezionate
Le pistole tipiche hanno velocità alla volata nell'intervallo di 1.000 piedi/s, il che significa che un tale proiettile sarebbe percorri un miglio in poco più di cinque secondi se non ha colpito nulla o non è caduto a terra per questo by punto. Alcune armi da fuoco della polizia sono equipaggiate per scaricare proiettili a oltre 1.500 piedi/s.
- Per convertire da ft/s a m/s, dividi per 3,28.
Calcolatore di velocità del muso
Vedere le risorse per uno strumento online che consente l'inserimento di informazioni molto granulari su armi da fuoco e proiettili specifici per ottenere stime della velocità iniziale e altri dati relativi a balistica.