Як швидко рухається куля, коли вона залишає кінець ствола гармати, що називається дульною швидкістю, представляє великий інтерес як тим, хто працює в галузі балістики, так і студентам фізики, які прагнуть висвітлити кілька ключових понять в одному, ну, постріл.
Якщо масамі дульної швидкостіvкулі відомі, її кінетичну енергію та імпульс можна визначити на основі взаємозв’язківЕk = (1/2)мv2 та імпульсстор = мv. Ця інформація, в свою чергу, може розкрити багато про біологічні та інші наслідки, які можуть виникнути в результаті одноразового розрядження вогнепальної зброї.
Рівняння дульної швидкості
Якщо ви знаєте прискорення кулі, ви можете визначити дульну швидкість за рівнянням кінематики
v ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax
деv0 = початкова швидкість = 0,х= відстань, пройдена всередині ствола гармати, іv= дульна швидкість.
Якщо вам не дають значення прискорення, але замість цього ви знаєте тиск стрільби всередині стовбура, формулу дульної швидкості можна отримати із співвідношень між чистою силою
F(маса в прискорення), площаA, масам, тискP(сила, поділена на площу) і прискоренняа(сила, поділена на масу).Тому щоP = F/A, F = ма, і областьAпоперечного перерізу циліндра (яким можна вважати дульну частину пістолета) дорівнює πр2 (рбудучи радіусом морди),аможна виразити в перерахунку на ці інші величини:
a = \ frac {Pπr ^ 2} {м}
Як варіант, ви можете отримати приблизну оцінку швидкості кулі, вимірявши відстань від дульної частини до цілі і поділивши це на час, необхідний кулі для досягнення цілі, хоча через опір повітря будуть певні втрати. Найкращий спосіб визначити дульну швидкість - це за допомогою хронографа.
Кінематичні рівняння руху снаряда
Стандартрівняння рухукерувати усім, що рухається, від куль до метеликів. Тут ми конкретно представляємо вигляд цих рівнянь у випадку руху снаряда.
Усі проблеми руху снаряда є проблемами вільного падіння, тому що після початкової швидкості задається снаряд у моментт= 0 задачі, єдиною силою, що діє на снаряд, є сила тяжіння. Тож як би швидко не була випущена куля, вона падає до Землі так само швидко, як ніби її просто впустили з вашої руки. Ця протиінтуїтивна властивість руху неодноразово піднімає голову при проблемах руху снаряда.
Зверніть увагу, що ці рівняння не залежать від маси і не враховують опору повітря, що є загальною кваліфікацією у простих фізичних розрахунках.хір- горизонтальне та вертикальне переміщення в метрах (м),т- час у секундах,а- це прискорення в м / с2, іg= прискорення через земне тяжіння,9,81 м / с2.
\ begin {align} & x = x_0 + v_xt \; \ text {(константа 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 {align}
За допомогою цих рівнянь ви можете визначити шлях вистріленої кулі і навіть скоригувати падіння внаслідок сили тяжіння при націлюванні на далеку ціль.
Вибрані дульні швидкості
Типові пістолети мають дульну швидкість в межах 1000 футів / с, що означає, що така куля проїжджайте милю за трохи більше п’яти секунд, якщо вона нічого не вдарилася або не впала на землю точка. Деякі вогнепальні озброєння оснащені для вистрілення куль зі швидкістю понад 1500 футів / с.
- Для перетворення з фут / с в м / с розділіть на 3,28.
Калькулятор швидкості намордника
Див. Інтернет-інструмент, що дозволяє вводити дуже детальну інформацію про конкретна вогнепальна зброя та кулі для досягнення оцінок дульної швидкості та інших даних, що стосуються балістика.