Namlu Hızı Nasıl Hesaplanır?

İçerik

• Namlu Hız Denklemi
• Mermi Hareketi İçin Kinematik Denklemler
• Seçilmiş Namlu Hızları
• Namlu Hızı Hesaplayıcısı

Namlu hızı denilen silah namlusunun sonundan çıktığında bir merminin ne kadar hızlı gittiği, hem balistik alanında çalışanlara hem de birkaç anahtar kavramı bir arada ele almak isteyen fizik öğrencileri için büyük ilgi görüyor. atış.

Eğer kütle m ve namlu çıkış hızı v Bir merminin bilinen, kinetik enerjisi ve momentumu ilişkilerden belirlenebilir E_k = (1/2)mv² ve momentum p = mv. Bu bilgi, bir ateşli silahın tek bir deşarjından kaynaklanabilecek biyolojik ve diğer etkilerin türü hakkında çok fazla şey ortaya çıkarabilir.

Namlu Hız Denklemi

Eğer merminin ivmesini biliyorsanız, kinematik denkleminden namlu çıkış hızını belirleyebilirsiniz.

v ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax

nerede v₀ = başlangıç ​​hızı = 0, x = namlu içinde kat edilen mesafe ve v = namlu çıkış hızı.

Eğer hızlanma değeri verilmezse, bunun yerine namlu içindeki ateşleme basıncını biliyorsanız, net kuvvet arasındaki ilişkilerden namlu çıkış hızı formülü elde edilebilir. F (kütle katlanma ivmesi), alan bir, kitle m, basınç P (alana bölünen kuvvet) ve ivme bir (kuvvetin kütleye bölünmesi).

Çünkü P = F/bir, F = mbirve alan bir (Bir tabanca namlu olduğu varsayılabilir) bir silindirin enine kesitinin π_r_² (r namlu yarıçapı olmak), bir bu diğer miktarlar cinsinden ifade edilebilir:

a = frac {Pπr ^ 2} {m}

Alternatif olarak, namludan hedefe olan mesafeyi ölçerek ve bunu, merminin hedefe ulaşması için geçen zamana bölerek havaya dayanıklılık nedeniyle bir miktar kayıp oluşturacak şekilde, mermi hızının kaba bir tahminini alabilirsiniz. Namlu çıkış hızını belirlemenin en iyi yolu bir kronograf kullanmaktır.

Mermi Hareketi İçin Kinematik Denklemler

Standart hareket denklemleri Hareket eden her şeyi mermilerden kelebeklere yönlendirir. Burada, özellikle bu denklemlerin mermi hareketi durumunda aldığı formu sunuyoruz.

Tüm mermi hareketi problemleri serbest düşme problemleridir, çünkü başlangıçta mermiye ilk hızdan sonra verilir. t = 0 problemi, mermiye etki eden tek kuvvet yerçekimidir. Bir mermi ne kadar hızlı ateşlenirse yapılsın, elinden düşmüş gibi en kısa sürede Dünya'ya düşüyor. Hareketin bu sezgisel sezgisel özelliği, mermi hareketi problemlerinde başını tekrar tekrar hareket ettirir.

Bu denklemlerin kütleden bağımsız olduğunu ve basit fizik hesaplamalarında ortak bir özellik olan hava direncini dikkate almadığını unutmayın. x ve y metre (m) cinsinden yatay ve dikey yer değiştirme t saniye cinsinden süredir, bir m / s olarak hızlanma², ve g = Dünyadaki yerçekimine bağlı ivme, 9,81 m / s².

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

Bu denklemleri kullanarak, ateşlenmiş bir merminin yolunu belirleyebilir ve uzaktaki bir hedefi hedeflerken yerçekimi nedeniyle düşme için bile düzeltebilirsiniz.

Seçilmiş Namlu Hızları

Tipik tabancalar, 1000 ft / s aralığında namlu çıkış hızlarına sahiptir; bu, böyle bir merminin, eğer bir noktaya vurmazsa veya o noktaya kadar yere düşmemişse, beş saniyenin biraz üzerinde bir mil hızla gideceği anlamına gelir. Bazı polis ateşli silahları, 1,500 ft / s'nin üzerindeki mermileri boşaltacak şekilde donatılmıştır.

Namlu Hızı Hesaplayıcısı

Namlu çıkış hızı ve balistiklerle ilgili diğer verilerin tahminine ulaşmak için belirli ateşli silahlar ve mermiler hakkında çok ayrıntılı bilgilerin girilmesine izin veren çevrimiçi bir araç için Kaynaklar'a bakın.