Насколько быстро движется пуля, когда она покидает конец ствола ружья, называемая начальная скорость, представляет большой интерес. как тем, кто работает в области баллистики, так и студентам-физикам, которые хотят охватить несколько ключевых концепций в одном, ну, выстрелил.
Если массами начальная скоростьvпули известны, ее кинетическая энергия и импульс могут быть определены из соотношенийEk = (1/2)мv2 и импульсп = мv. Эта информация, в свою очередь, может многое рассказать о видах биологических и других эффектов, которые могут возникнуть в результате однократного выстрела из огнестрельного оружия.
Уравнение начальной скорости пули
Если вам известно ускорение пули, вы можете определить начальную скорость из кинематического уравнения.
v ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax
гдеv0 = начальная скорость = 0,Икс= расстояние, пройденное внутри ствола пистолета, иv= начальная скорость пули.
Если вам не дано значение ускорения, но вместо этого известно давление выстрела внутри ствола, формула начальной скорости может быть получена из соотношений между результирующей силой.
F(масса, умноженная на ускорение), площадьА, массам, давлениеп(сила, разделенная на площадь) и ускорениеа(сила, деленная на массу).Так какп = F/А, F = ма, а площадьАпоперечного сечения цилиндра (которым можно предположить дульное сечение) равно πр2 (ррадиус дула),аможно выразить через эти другие величины:
a = \ frac {Pπr ^ 2} {m}
В качестве альтернативы вы можете получить приблизительную оценку скорости пули, измерив расстояние от дульного среза до цели. и разделив это на время, необходимое пуле для достижения цели, хотя будут некоторые потери из-за сопротивления воздуха. Лучший способ определить начальную скорость - использовать хронограф.
Кинематические уравнения движения снаряда.
Стандартуравнения движенияуправляйте всем, что движется, от пуль до бабочек. Здесь мы конкретно представляем форму, которую принимают эти уравнения в случае движения снаряда.
Все задачи о движении снаряда являются проблемами свободного падения, потому что после того, как снаряду придается начальная скоростьт= 0 задачи, единственная сила, действующая на снаряд, - это сила тяжести. Таким образом, независимо от того, с какой скоростью выпущена пуля, она падает на Землю так же быстро, как если бы ее просто выпали из вашей руки. Это противоречащее интуиции свойство движения неоднократно поднимается вверх в задачах движения снаряда.
Обратите внимание, что эти уравнения не зависят от массы и не учитывают сопротивление воздуха, что является обычным условием при простых физических расчетах.Икса такжеу- смещение по горизонтали и вертикали в метрах (м),твремя в секундах (с),аускорение в м / с2, а такжеграмм= ускорение свободного падения на Земле,9,81 м / с2.
\ begin {align} & x = x_0 + v_xt \; \ text {(постоянная 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 {выровнено}
Используя эти уравнения, вы можете определить путь выпущенной пули и даже скорректировать падение под действием силы тяжести при наведении на удаленную цель.
Выбранные начальные скорости пули
Обычные пистолеты имеют начальную скорость в пределах 1000 фут / с, что означает, что такая пуля может проехать милю за чуть более пяти секунд, если при этом ничего не ударилось или не упало на землю точка. Некоторое полицейское огнестрельное оружие предназначено для выстрела пуль со скоростью более 1500 футов / с.
- Чтобы преобразовать фут / с в м / с, разделите на 3,28.
Калькулятор начальной скорости пули
См. Ресурсы для онлайн-инструмента, который позволяет вводить очень подробную информацию о конкретное огнестрельное оружие и пули для получения оценок начальной скорости пули и других данных, связанных с баллистика.