Hoe snel een kogel reist wanneer hij het einde van de loop van een geweer verlaat, de mondingssnelheid genoemd, is van groot belang voor zowel degenen die werken op het gebied van ballistiek als studenten natuurkunde die een paar sleutelconcepten in één willen behandelen, nou ja, schot.
Als de massamen mondingssnelheidvvan een kogel bekend zijn, kunnen de kinetische energie en het momentum worden bepaald uit de relatiesEk = (1/2)mv2 en momentump = mv. Deze informatie kan op zijn beurt veel onthullen over het soort biologische en andere effecten die kunnen voortvloeien uit de eenmalige ontlading van een vuurwapen.
Snuitsnelheidsvergelijking
Als je de versnelling van de kogel kent, kun je de mondingssnelheid bepalen uit de kinematicavergelijking
v^2 = v_0^2 + 2ax
waarv0 = beginsnelheid = 0,X= afgelegde afstand binnen de geweerloop, env= mondingssnelheid.
Als u de waarde van de versnelling niet krijgt, maar in plaats daarvan de schietdruk in de loop kent, kan een formule voor mondingssnelheid worden afgeleid uit de relaties tussen de nettokracht
F(massa maal versnelling), oppervlakteEEN, massam, drukP(kracht gedeeld door oppervlakte) en versnellingeen(kracht gedeeld door massa).OmdatP = F/EEN, F = meenen het gebiedEENvan de dwarsdoorsnede van een cilinder (waarvan kan worden aangenomen dat deze een geweerloop is) is πr2 (rzijnde de straal van de snuit),eenkan worden uitgedrukt in termen van deze andere grootheden:
a = \frac{Pπr^2}{m}
Als alternatief kunt u een ruwe schatting van de snelheid van de kogel krijgen door de afstand van de snuit tot een doel te meten en dit te delen door de tijd die de kogel nodig heeft om het doel te bereiken, hoewel er enig verlies zal zijn als gevolg van luchtweerstand. De beste manier om de mondingssnelheid te bepalen is door een chronograaf te gebruiken.
Kinematische vergelijkingen voor projectielbeweging
De standaardbewegingsvergelijkingenregel alles wat beweegt, van kogels tot vlinders. Hier presenteren we specifiek de vorm die deze vergelijkingen aannemen in het geval van projectielbeweging.
Alle projectielbewegingsproblemen zijn problemen met een vrije val, omdat het projectiel op tijd een beginsnelheid heeft gekregent= 0 van het probleem, de enige kracht die op het projectiel werkt, is de zwaartekracht. Dus hoe snel een kogel ook wordt afgevuurd, hij valt net zo snel naar de aarde alsof hij uit je hand is gevallen. Deze contra-intuïtieve eigenschap van beweging steekt herhaaldelijk de kop op bij problemen met projectielbewegingen.
Merk op dat deze vergelijkingen onafhankelijk zijn van massa en geen rekening houden met luchtweerstand, een veel voorkomende kwalificatie in eenvoudige natuurkundige berekeningen.Xenjazijn horizontale en verticale verplaatsing in meters (m),tis tijd in seconden (s),eenis versnelling in m/s2, eng= de versnelling door de zwaartekracht op aarde,9,81 m/s2.
\begin{uitgelijnd} &x = x_0 + v_xt \;\text{(constante 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{aligned}
Door deze vergelijkingen te gebruiken, kunt u het pad van een afgevuurde kogel bepalen en zelfs corrigeren voor val als gevolg van de zwaartekracht wanneer u op een ver doel richt.
Geselecteerde snuitsnelheden
Typische pistolen hebben mondingssnelheden in het bereik van 1000 ft/s, wat betekent dat een dergelijke kogel een mijl afleggen in iets meer dan vijf seconden als het niets raakte of daardoor niet op de grond viel punt. Sommige politievuurwapens zijn uitgerust om kogels af te vuren met een snelheid van meer dan 1.500 ft/s.
- Om van ft/s naar m/s te converteren, deelt u door 3,28.
Snuitsnelheidscalculator
Zie de bronnen voor een online tool waarmee zeer gedetailleerde informatie kan worden ingevoerd over: specifieke vuurwapens en kogels om schattingen te maken van de mondingssnelheid en andere gegevens met betrekking tot: ballistiek.