Bardzo interesująca jest prędkość pocisku opuszczającego koniec lufy broni, zwana prędkością wylotową zarówno tym, którzy pracują w dziedzinie balistyki, jak i studentom fizyki, którzy chcą omówić kilka kluczowych pojęć w jednym, cóż, strzał.
Jeśli masami prędkość wylotowavkuli są znane, jej energię kinetyczną i pęd można wyznaczyć z zależności themik = (1/2)mv2 i rozpędup = mv. Ta informacja z kolei może wiele ujawnić na temat rodzaju biologicznych i innych skutków, które mogą wynikać z pojedynczego wystrzału broni palnej.
Równanie prędkości wylotowej
Jeśli znasz przyspieszenie pocisku, możesz określić prędkość wylotową z równania kinematyki
v^2 = v_0^2 + 2ax
gdziev0 = prędkość początkowa = 0,x= odległość przebyta wewnątrz lufy działa, orazv= prędkość wylotowa.
Jeśli nie podano wartości przyspieszenia, ale znasz ciśnienie strzału wewnątrz lufy, wzór na prędkość wylotową można wyprowadzić z zależności między siłą wypadkowąfa(masa razy przyspieszenie), powierzchniaZA, masam, naciskP(siła podzielona przez powierzchnię) i przyspieszenieza(siła podzielona przez masę).
DlategoP = fa/ZA, fa = mzai obszarZAprzekroju cylindra (którym może być lufa działa) wynosi πr2 (rbędący promieniem kufy),zamożna wyrazić w tych innych ilościach:
a = \frac{Pπr^2}{m}
Alternatywnie możesz uzyskać przybliżone oszacowanie prędkości pocisku, mierząc odległość od lufy do celu i dzieląc to przez czas potrzebny pociskowi na dotarcie do celu, chociaż wystąpią pewne straty spowodowane oporem powietrza. Najlepszym sposobem określenia prędkości wylotowej jest użycie chronografu.
Równania kinematyczne dla ruchu pocisku
Standardowyrównania ruchuzarządzaj wszystkim, co się rusza, od pocisków po motyle. Tutaj szczegółowo przedstawiamy postać tych równań w przypadku ruchu pocisku.
Wszystkie problemy z ruchem pocisku są problemami swobodnego spadania, ponieważ po podaniu początkowej prędkości pociskowi w czasiet= 0 problemu, jedyną siłą działającą na pocisk jest grawitacja. Więc bez względu na to, jak szybko zostanie wystrzelona kula, spada ona w kierunku Ziemi tak szybko, jakby po prostu została wypuszczona z twojej ręki. Ta sprzeczna z intuicją właściwość ruchu wielokrotnie podnosi głowę w problemach z ruchem pocisku.
Zauważ, że te równania są niezależne od masy i nie uwzględniają oporu powietrza, który jest powszechny w prostych obliczeniach fizycznych.xitaksą przemieszczenia poziome i pionowe w metrach (m),tto czas w sekundach (s),zato przyspieszenie w m/s2, isol= przyspieszenie grawitacyjne na Ziemi,9,81 m/s2.
\begin{wyrównane} &x = x_0 + v_xt \;\text{(stała 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{wyrównany}
Korzystając z tych równań, możesz określić ścieżkę wystrzelonego pocisku, a nawet skorygować upadek pod wpływem grawitacji, gdy celujesz w odległy cel.
Wybrane prędkości wylotowe
Typowe pistolety mają prędkość wylotową rzędu 1000 ft/s, co oznacza, że taki pocisk przejechać milę w nieco ponad pięć sekund, jeśli nic nie uderzyło lub nie spadło przez to na ziemię ground punkt. Niektóre policyjne bronie palne są przystosowane do wystrzeliwania pocisków z prędkością ponad 1500 stóp na sekundę.
- Aby przeliczyć ft/s na m/s, podziel przez 3,28.
Kalkulator prędkości wylotowej
Zobacz Zasoby, aby zapoznać się z narzędziem online, które umożliwia wprowadzanie bardzo szczegółowych informacji na temat konkretnej broni palnej i pocisków w celu uzyskania oszacowań prędkości wylotowej i innych danych związanych z balistyka.