Cum se calculează viteza mușchiului

Conţinut

• Ecuația vitezei mușchiului
• Ecuații cinemice pentru mișcarea proiectilelor
• Vitezele Muzzle selectate
• Calculator de viteză pentru muschi

Cât de rapid călătorește un glonț atunci când părăsește capătul unui butoi al armelor, numit viteza mușchiului, este de mare interes atât pentru cei care lucrează în domeniul studiilor de balistică, cât și pentru studenții de fizică care caută să acopere câteva concepte cheie într-unul, bine, lovitură.

Dacă masa m și viteza mușchiului v de un glonț sunt cunoscute, energia sa cinetică și impulsul poate fi determinat din relații E_k = (1/2)mv² și impuls p = mv. Aceste informații, la rândul lor, pot dezvălui multe despre felul de efecte biologice și alte efecte care pot rezulta din descărcarea unică a unei arme de foc.

Ecuația vitezei mușchiului

Dacă știți accelerația glonțului, puteți determina viteza mușchiului din ecuația cinematică

v ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax

Unde v₀ = viteza inițială = 0, X = distanța parcursă în interiorul butoiului pistolului și v = viteza mușchiului.

Dacă nu vi se oferă valoarea accelerației, dar în schimb cunoașteți presiunea de ardere din interiorul butoiului, o formulă de viteză a mușchiului poate fi derivată din relațiile dintre forța netă F (accelerarea timpului de masă), suprafață A, masa m, presiune P (forța împărțită pe suprafață) și accelerație A (forța împărțită în masă).

pentru că P = F/A, F = mA, și zona A a secțiunii transversale a unui cilindru (despre care se poate presupune că este un șoricel de armă) este π_r_² (r fiind raza muschiului), A poate fi exprimat în termenii acestor alte cantități:

a = frac {Pπr ^ 2} {m}

În mod alternativ, puteți obține o estimare aproximativă a vitezei gloanțelor, măsurând distanța de la mușchi la o țintă și împărțind acest lucru în momentul în care durează glonțul pentru a atinge ținta, deși va exista o anumită pierdere din cauza rezistenței aerului. Cea mai bună modalitate de a determina viteza mușchiului este folosind un cronograf.

Ecuații cinemice pentru mișcarea proiectilelor

Standardul ecuatii ale miscarii guvernează tot ce mișcă, de la gloanțe la fluturi. Aici prezentăm în mod specific forma pe care aceste ecuații o iau în cazul mișcării proiectilelor.

Toate problemele de mișcare a proiectilelor sunt probleme de cădere liberă, deoarece după ce o viteză inițială este dată proiectilului la timp T = 0 problemei, singura forță care acționează asupra proiectilului este gravitația. Așa că, oricât de repede este tras un glonț, acesta cade spre Pământ la fel de repede ca și cum ar fi fost pur și simplu aruncat din mână. Această proprietate contra-intuitivă a mișcării își pune capul în mod repetat în problemele de mișcare a proiectilelor.

Rețineți că aceste ecuații sunt independente de masă și nu țin cont de rezistența la aer, o calificare obișnuită în calculele fizice simple. X și y sunt deplasări orizontale și verticale în metri (m), T este timpul în secunde, A este accelerarea în m / s², și g = accelerația datorată gravitației pe Pământ, 9,81 m / s².

begin {align} & x = x_0 + v_xt ; {(constant 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 {aliniat}

Folosind aceste ecuații, puteți determina calea unui glonț tras și chiar corect pentru căderea datorată gravitației atunci când vizați o țintă îndepărtată.

Vitezele Muzzle selectate

Pistolele obișnuite au viteze de mușchi în intervalul 1.000 ft / s, ceea ce înseamnă că un astfel de glonț ar parcurge un kilometru în puțin peste cinci secunde dacă nu ar lovi nimic sau nu ar cădea la pământ până în acel moment. Unele arme de foc ale poliției sunt echipate pentru descărcarea gloanțelor la peste 1.500 ft / s.

Calculator de viteză pentru muschi

Consultați Resurse pentru un instrument online care permite introducerea de informații foarte granulare despre arme de foc și gloanțe specifice pentru a realiza estimări ale vitezei mușchiului și a altor date legate de balistică.