Hoe snuitsnelheid te berekenen

Inhoud

• Snuitsnelheidsvergelijking
• Kinematische vergelijkingen voor projectielbeweging
• Geselecteerde snuitsnelheden
• Mondingssnelheidcalculator

Hoe snel een kogel reist wanneer hij het einde van een geweerloop verlaat, de snuitsnelheid genoemd, is van groot belang voor zowel degenen die werken op het gebied van ballistische en natuurkundestudenten die een paar sleutelconcepten in één willen behandelen, nou ja, schot.

Als de massa m en snuitsnelheid v van een kogel zijn bekend, zijn kinetische energie en momentum kunnen worden bepaald uit de relaties E_k = (1/2)mv² en momentum p = mv. Deze informatie kan op zijn beurt veel onthullen over het soort biologische en andere effecten die kunnen voortvloeien uit de enkele ontlading van een vuurwapen.

Snuitsnelheidsvergelijking

Als je de versnelling van de kogel kent, kun je de snuitsnelheid bepalen uit de kinematische vergelijking

v ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax

waar v₀ = beginsnelheid = 0, X = afgelegde afstand in de loop van het pistool, en v = snuitsnelheid.

Als u niet de waarde van de versnelling krijgt, maar in plaats daarvan de schietdruk in het vat kent, kan een snuitsnelheidformule worden afgeleid uit de relaties tussen de netto kracht F (massa maal versnelling), gebied EENmassa m, druk P (kracht gedeeld door gebied) en versnelling een (kracht gedeeld door massa).

Omdat P = F/EEN, F = meenen het gebied EEN van de dwarsdoorsnede van een cilinder (wat kan worden aangenomen als een muilkorf) is π_r_² (r zijnde de straal van de snuit), een kan worden uitgedrukt in termen van deze andere hoeveelheden:

a = frac {Pπr ^ 2} {m}

Als alternatief kunt u een ruwe schatting van de snelheid van de kogels krijgen door de afstand van de snuit tot een doel te meten en dit te delen door de tijd die de kogel nodig heeft om het doel te bereiken, hoewel er enig verlies is als gevolg van luchtweerstand. De beste manier om de snuitsnelheid te bepalen, is door een chronograaf te gebruiken.

Kinematische vergelijkingen voor projectielbeweging

De standaard bewegingsvergelijkingen regeer alles wat beweegt, van kogels tot vlinders. Hier presenteren we specifiek de vorm die deze vergelijkingen aannemen in het geval van projectielbeweging.

Alle projectielbewegingsproblemen zijn vrije valproblemen, omdat na een initiële snelheid aan het projectiel op het moment wordt gegeven t = 0 van het probleem, de enige kracht die op het projectiel werkt, is de zwaartekracht. Dus hoe snel een kogel ook wordt afgevuurd, hij valt net zo snel in de richting van de aarde alsof hij eenvoudig uit uw hand is gevallen. Deze contra-intuïtieve eigenschap van beweging steekt herhaaldelijk zijn kop op in problemen met projectiel-beweging.

Merk op dat deze vergelijkingen onafhankelijk zijn van massa en geen rekening houden met luchtweerstand, een veel voorkomende kwalificatie in eenvoudige fysische berekeningen. X en Y zijn horizontale en verticale verplaatsing in meters (m), t is tijd in seconden, een is versnelling in m / s²en g = de versnelling door zwaartekracht op aarde, 9,81 m / s².

begin {uitgelijnd} & 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 {uitgelijnd}

Door deze vergelijkingen te gebruiken, kunt u het pad van een afgevuurde kogel bepalen en zelfs de val corrigeren vanwege de zwaartekracht wanneer u op een doel in de verte mikt.

Geselecteerde snuitsnelheden

Typische pistolen hebben snuitsnelheden in het bereik van 1.000 ft / s, wat betekent dat zo'n kogel een mijl in iets meer dan vijf seconden zou reizen als het niets raakte of op dat moment niet op de grond viel. Sommige politievuurwapens zijn uitgerust om kogels met meer dan 1500 ft / s te lossen.

Mondingssnelheidcalculator

Zie de bronnen voor een online tool waarmee zeer gedetailleerde informatie over specifieke vuurwapens en kogels kan worden ingevoerd om schattingen te maken van de loopsnelheid en andere gegevens met betrekking tot ballistiek.