Kako izračunati hitrost gobe

Vsebina

• Enačba hitrosti gobe
• Kinematične enačbe za gibanje projektila
• Izbrane hitrosti gobe
• Kalkulator hitrosti gobe

Kako hitro krogla potuje, ko zapusti konec puške, imenovano hitrost gobec, je zelo zanimiva tako za tiste, ki delajo na področju balistike, kot študente fizike, ki želijo v enem zajeti nekaj ključnih pojmov, strel.

Če je masa m in hitrost gobca v krogle so znane, njeno kinetično energijo in zagon lahko določimo iz razmerij E_k = (1/2)mv² in zagon str = mv. Te informacije lahko razkrijejo veliko o bioloških in drugih učinkih, ki jih lahko povzroči en sam izpust strelnega orožja.

Enačba hitrosti gobe

Če poznate pospešek krogle, lahko določite hitrost gobca iz enačbe kinematike

v ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax

kje v₀ = začetna hitrost = 0, x = prevožena razdalja znotraj cevi pištole, in v = hitrost gobca.

Če niste dobili vrednosti pospeška, ampak namesto tega poznate tlak streljanja v sodu, lahko iz razmerja med neto silo izpeljemo formulo hitrosti gobca F (masni kratni pospešek), območje A, masa m, pritisk P (sila, deljena na površino) in pospešek a (sila, deljena z maso).

Ker P = F/A, F = ma, in območje A preseka valja (za katerega lahko domnevamo, da je gobec pištole) π_r_² (r polmer gobca), a se lahko izrazi s temi drugimi količinami:

a = frac {Pπr ^ 2} {m}

Druga možnost je, da dobite grobo oceno hitrosti nabojev, tako da izmerite razdaljo od gobca do cilja in jo delite s časom, ko je krogla potrebna za dosego cilja, čeprav bo zaradi zračnega upora nekaj izgube. Najboljši način za določanje hitrosti gobca je uporaba kronografa.

Kinematične enačbe za gibanje projektila

Standard enačbe gibanja urejajo vse, kar se premika, od nabojev do metuljev. Tukaj posebej predstavljamo obliko teh enačb v primeru gibanja projektila.

Vsi problemi gibanja projektila so problemi prostega padca, ker se po izhodu izmeri začetna hitrost t = 0 problema, edina sila, ki deluje na izstrelk, je gravitacija. Torej, ne glede na to, kako hitro je izstreljena krogla, pada proti Zemlji tako hitro, kot da bi jo preprosto spustili iz roke. Ta protitintuitivna lastnost gibanja se pri težavah z gibanjem projektila vedno znova zasuka.

Upoštevajte, da so te enačbe neodvisne od mase in ne upoštevajo zračnega upora, kar je običajna kvalifikacija pri preprostih fizikalnih izračunih. x in y so vodoravni in navpični premiki v metrih (m), t čas v sekundah, a je pospešek v m / s², in g = pospešek zaradi gravitacije na Zemlji, 9,81 m / s².

začnite {poravnano} & x = x_0 + v_xt ; {(konstantno 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) konec {poravnano}

Z uporabo teh enačb lahko določite pot izstreljenega metka in celo popravite padce zaradi gravitacije, ko ciljate na oddaljeni cilj.

Izbrane hitrosti gobe

Običajne pištole imajo gobec hitrost v območju 1.000 ft / s, kar pomeni, da bi taka krogla prevozila kilometrino v nekaj več kot petih sekundah, če nič ne bi zadela ali pa do te točke ne bi padla na tla. Nekatere policijsko strelno orožje je opremljeno za izstrelitev nabojev s hitrostjo nad 1500 ft / s.

Kalkulator hitrosti gobe

Oglejte si spletno orodje Viri, ki omogoča vnos zelo natančnih informacij o posameznem strelnem orožju in nabojih, da bi dosegli ocene hitrosti gobca in drugih podatkov, povezanih z balistiko.