Как да изчислим скоростта на муцуната

Съдържание

• Уравнение на скоростта на муцуната
• Кинематични уравнения за движение на снаряда
• Избрани скорости на муцуната
• Муцуна калкулатор на скоростта

Колко бързо се движи куршум, когато остави края на пистолет, наречен скорост на муцуната, представлява голям интерес както за тези, които работят в областта на балистиката, така и студентите по физика, които искат да обхванат няколко ключови понятия в едно, добре, изстрел.

Ако масата m и скорост на муцуната V от куршума са известни, неговата кинетична енергия и инерция могат да бъдат определени от връзките E_к = (1/2)mV² и инерция р = mV, Тази информация от своя страна може да разкрие много за вида биологични и други ефекти, които могат да се получат от еднократното изхвърляне на огнестрелно оръжие.

Уравнение на скоростта на муцуната

Ако знаете ускорението на куршума, можете да определите скоростта на муцуната от уравнението на кинематиката

v ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax

където V₀ = начална скорост = 0, х = изминато разстояние вътре в цевта на пистолета и V = скорост на муцуната

Ако не сте получили стойността на ускорението, но вместо това знаете налягането на изстрелване вътре в цевта, формулата за скорост на муцуната може да се извлече от връзките между нетна сила F (маса пъти ускорение), площ А, маса m, налягане P (сила разделена на площ) и ускорение а (сила, разделена на маса).

защото P = F/А, F = mа, и района А на напречното сечение на цилиндър (за който може да се приеме, че муцуната на пистолета е π_r_² (R като радиусът на муцуната), а може да се изрази по отношение на тези други количества:

a = frac {Pπr ^ 2} {m}

Като алтернатива можете да получите приблизителна оценка на скоростта на куршумите, като измерите разстоянието от муцуната до целта и разделяте това на времето, през което куршумът достигне целта, въпреки че ще има известна загуба поради въздушното съпротивление. Най-добрият начин за определяне на скоростта на муцуната е чрез използване на хронограф.

Кинематични уравнения за движение на снаряда

Стандарт уравнения на движение управлявайте всичко, което се движи, от куршуми до пеперуди. Тук специално представяме формата, която тези уравнения приемат в случай на движение на снаряд.

Всички проблеми с движението на снаряда са проблеми със свободно падане, тъй като след като първоначалната скорост се даде на снаряда по време т = 0 от проблема, единствената сила, действаща върху снаряда, е гравитацията. Така че колкото и бързо да се изстреля куршум, той пада към Земята също толкова бързо, сякаш просто е бил изпуснат от ръката ви. Това контраинтуитивно свойство на движението пренася главата си многократно при проблеми с движението на снаряда.

Обърнете внимание, че тези уравнения са независими от масата и не вземат под внимание съпротивлението на въздуха, често срещана квалификация при прости изчисления на физиката. х и ш са хоризонтално и вертикално изместване в метри (m), т е време в секунди (и), а е ускорение в m / s², и г = ускорението поради гравитацията на Земята, 9,81 m / s².

начало {подравнено} & x = x_0 + v_xt ; {(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 (у-у_0) край {подравнен}

Използвайки тези уравнения, можете да определите пътя на изстрелян куршум и дори да коригирате падане поради гравитацията, когато се стремите към далечна цел.

Избрани скорости на муцуната

Типичните пистолети имат скорост на муцуната в диапазона от 1000 фута / сек, което означава, че такъв куршум би изминал километър за малко повече от пет секунди, ако не удари нищо или не падне на земята до този момент. Някои полицейски огнестрелни оръжия са оборудвани за изхвърляне на куршуми при скорост над 1500 фута / сек.

Муцуна калкулатор на скоростта

Вижте Ресурсите за онлайн инструмент, който позволява въвеждането на много подробна информация за специфично огнестрелно оръжие и куршуми, за да се постигнат оценки на скоростта на муцуната и други данни, свързани с балистиката.