Conţinut
Proprietarii de arme sunt deseori interesați de viteza de recul, dar nu sunt singurii. Există multe alte situații în care o cantitate utilă de știut. De exemplu, un jucător de baschet care face o lovitură de salt poate dori să-și cunoască viteza înapoi după eliberarea mingii pentru a evita prăbușirea cu un alt jucător, iar căpitanul unei fregate ar putea dori să știe efectul pe care eliberarea unei bărci de salvare îl are asupra navă înainte de mișcare. În spațiu, unde forțele de frecare sunt absente, viteza de recul este o cantitate critică. Aplicați legea conservării impulsului pentru a găsi viteza de recul. Această lege este derivată din Legile mișcării Newtons.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
Legea conservării impulsului, derivată din Legile mișcării Newtons, oferă o ecuație simplă pentru calcularea vitezei de recul. Se bazează pe masa și viteza corpului ejectat și masa corpului care se reculează.
Legea conservării momentului
Newtons A treia lege prevede că fiecare forță aplicată are o reacție egală și opusă. Un exemplu citat în mod obișnuit la explicarea acestei legi este cel al unei mașini cu viteză care lovește un zid de cărămidă. Mașina exercită o forță pe perete, iar peretele exercită o forță reciprocă asupra mașinii care o strivește. Din punct de vedere matematic, forța incidentă (Feu) este egală cu forța reciprocă (FR) și acționează în sens invers: Feu = - FR.
Newtons A doua lege definește forța ca o accelerare a timpului în masă. Accelerația este schimbarea vitezei (∆v ÷ ∆t), deci forța poate fi exprimată F = m (∆v ÷ ∆t). Aceasta permite a treia lege să fie rescrisă ca meu(Aveu ÷ ∆teu) = -mR(AvR ÷ ∆tR). În orice interacțiune, timpul în care se aplică forța incidentă este egal cu timpul în care se aplică forța reciprocă, decieu = tR iar timpul poate fi luat în considerare din ecuație. Aceasta lasă:
meuAveu = -mRAvR
Aceasta este cunoscută sub numele de legea conservării impulsului.
Calcularea vitezei de recul
Într-o situație tipică de recul, eliberarea unui corp de masă mai mică (corpul 1) are un impact asupra unui corp mai mare (corpul 2). Dacă ambele corpuri pornesc de la odihnă, legea conservării momentului prevede că m1v1 = -m2v2. Viteza de recul este de obicei viteza corpului 2 după eliberarea corpului 1. Această viteză este
v2 = - (m1 ÷ m2) v1.
Exemplu
Înainte de a rezolva această problemă, este necesar să exprimați toate cantitățile în unități consistente. Un bob este egal cu 64,8 mg, deci glonțul are o masă (mB) de 9.720 mg, sau 9,72 grame. Pusca, pe de altă parte, are o masă (mR) de 3.632 grame, deoarece există 454 grame în lire. Acum este ușor de calculat viteza de recul a puștii (vR) în picioare / secundă:
vR = - (mB ÷ mR) vB = - (9,72 g ÷ 3 632g) • 2,820 ft / s = -7,55 ft / s.
Semnul minus denotă faptul că viteza de regăsire este în direcția opusă vitezei glontului.
Greutățile sunt exprimate în aceleași unități, deci nu este nevoie de conversie. Pur și simplu puteți scrie viteza fregatei ca vF = (2 ÷ 2000) • 15 mph = 0,015 mph. Această viteză este mică, dar nu este neglijabilă. Este de peste 1 metru pe minut, ceea ce este semnificativ dacă fregata se află în apropierea unui doc.