Hur snabbt en kula färdas när den lämnar änden av en pistol, kallad munhastighet, är av stort intresse till både de som arbetar inom ballistik- och fysikstudenter som vill täcka några nyckelbegrepp i ett, ja, skott.
Om massanmoch munstyckshastighetvav en kula är kända, kan dess kinetiska energi och fart bestämmas utifrån förhållandenaEk = (1/2)mv2 och fartsid = mv. Denna information kan i sin tur avslöja mycket om vilken typ av biologiska och andra effekter som kan orsakas av ett enda skjutvapen.
Munspridningshastighetsekvation
Om du känner till kulans acceleration kan du bestämma munhastigheten från kinematikekvationen
v ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax
varv0 = initialhastighet = 0,x= sträcka inuti pistolröret, ochv= munhastighet.
Om du inte får värdet på accelerationen utan istället känner till skjuttrycket inuti pipan, kan en munstyckshastighetsformel härledas från förhållandet mellan nettokraftenF(mass gånger acceleration), areaA, massam, tryckP(kraft dividerat med område) och accelerationa(kraft dividerat med massa).
Därför attP = F/A, F = maoch områdetAtvärsnittet av en cylinder (som en pistolmunstycke kan antas vara) är πr2 (rsom är munstyckets radie),akan uttryckas i termer av dessa andra kvantiteter:
a = \ frac {Pπr ^ 2} {m}
Alternativt kan du få en grov uppskattning av kulans hastighet genom att mäta avståndet från munstycket till ett mål och dela detta med den tid det tar kulan att nå målet, även om det kommer att bli en viss förlust på grund av luftmotstånd. Det bästa sättet att bestämma munhastigheten är att använda en kronograf.
Kinematiska ekvationer för projektilrörelse
Standardenrörelserekvationerstyr allt som rör sig, från kulor till fjärilar. Här presenterar vi specifikt den form dessa ekvationer har vid projektilrörelse.
Alla problem med rörelser i projektil är fritt fallproblem, för efter en initial hastighet ges projektilen vid tidpunktent= 0 av problemet, den enda kraft som verkar på projektilen är tyngdkraften. Så oavsett hur snabbt en kula avfyras, faller den mot jorden lika snabbt som om den helt enkelt hade tappats från din hand. Denna kontraintuitiva egenskap hos rörelse lyfter huvudet upprepade gånger i projektilrörelseproblem.
Observera att dessa ekvationer är oberoende av massa och inte tar hänsyn till luftmotstånd, en vanlig kvalifikation i enkla fysikberäkningar.xochyär horisontell och vertikal förskjutning i meter (m),tär tid i sekunderaär acceleration i m / s2ochg= accelerationen på grund av gravitationen på jorden,9,81 m / s2.
\ börja {justerad} & x = x_0 + v_xt \; \ text {(konstant 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}
Genom att använda dessa ekvationer kan du bestämma banan för en avfyrad kula och till och med korrigera för fall på grund av tyngdkraften när du siktar på ett avlägset mål.
Valda munstyckshastigheter
Typiska handeldvapen har munhastigheter i intervallet 1000 ft / s, vilket innebär att en sådan kula skulle göra det resa en mil på drygt fem sekunder om den inte träffade någonting eller inte föll till marken av det punkt. Vissa polisvapen är utrustade för att släppa ut kulor vid över 1500 fot / s.
- För att konvertera från ft / s till m / s, dela med 3,28.
Munspridningshastighetsräknare
Se resurserna för ett onlineverktyg som möjliggör inmatning av mycket detaljerad information om specifika skjutvapen och kulor för att uppnå uppskattningar av munstyckets hastighet och annan information relaterad till ballistik.
