Hvordan beregne snutehastighet

Innhold

• Snute Velocity Equation
• Kinematiske ligninger for prosjektilbevegelse
• Valgte snutehastigheter
• Muzzle Velocity Calculator

Hvor fort en kule beveger seg når den forlater enden av et våpenfat, kalt snutehastigheten, er av stor interesse for både de som jobber innen ballistikk og fysikkstudenter som ønsker å dekke noen nøkkelbegrep i ett, vel, skudd.

Hvis massen m og snutehastighet v av en kule er kjent, kan dens kinetiske energi og momentum bestemmes ut fra relasjonene E_k = (1/2)mv² og fart p = mv. Denne informasjonen på sin side kan avsløre mye om den slags biologiske og andre effekter som kan følge av en enkelt utslipp av et skytevåpen.

Snute Velocity Equation

Hvis du vet akselerasjonen av kulen, kan du bestemme snutehastigheten fra kinematikkligningen

v ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax

hvor v₀ = begynnelseshastighet = 0, x = tilbakelagt avstand innenfor pistolfat, og v = snutehastighet.

Hvis du ikke har gitt verdien av akselerasjonen, men i stedet kjenner skytepresset inne i tønnen, kan en formel for hastighetshastighet avledes fra sammenhengene mellom nettokraft F (masse ganger akselerasjon), område EN, masse m, press P (kraft delt på område) og akselerasjon en (kraft delt på masse).

Fordi P = F/EN, F = men, og området EN av tverrsnittet av en sylinder (som en kanon snute kan antas å være) er π_r_² (r å være snorets radius), en kan uttrykkes i form av disse andre mengdene:

a = frac {Pπr ^ 2} {m}

Alternativt kan du få et grovt estimat av kulenes hastighet ved å måle avstanden fra snuten til et mål og dele dette med den tiden det tar kulen å nå målet, selv om det vil være noe tap på grunn av luftmotstand. Den beste måten å bestemme snutehastigheten på er ved å bruke en kronograf.

Kinematiske ligninger for prosjektilbevegelse

Standarden bevegelsesligninger styre alt som beveger seg, fra kuler til sommerfugler. Her presenterer vi spesifikt hvilken form disse ligningene har når det gjelder prosjektilbevegelse.

Alle prosjektilbevegelsesproblemer er problemer med fritt fall, fordi prosjektilen etter en innledende hastighet gis til tiden t = 0 av problemet, den eneste kraften som virker på prosjektilet er tyngdekraften. Så uansett hvor raskt en kule skytes, så faller den mot jorden like raskt som om den ganske enkelt var blitt droppet fra hånden din. Denne motintuitive bevegelsesegenskapen bærer hodet gjentatte ganger i problemer med prosjektilbevegelse.

Merk at disse ligningene er uavhengige av masse og tar ikke hensyn til luftmotstand, en vanlig kvalifisering i enkle fysikkberegninger. x og y er horisontale og vertikale forskyvninger i meter (m), t er tid i sekunder (er), en er akselerasjon i m / s², og g = akselerasjonen på grunn av tyngdekraften på jorden, 9,81 m / s².

begynn {linje} & x = x_0 + v_xt ; {(konstant 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) slutt {justert}

Ved å bruke disse ligningene kan du bestemme banen til en avfyrt kule og til og med korrigere for fall på grunn av tyngdekraften når du sikter mot et fjernt mål.

Valgte snutehastigheter

Typiske håndvåpen har snutehastigheter i området 1000 ft / s, noe som betyr at en slik kule ville reise en mil på litt over fem sekunder hvis den ikke traff noe eller ikke falt på bakken på det tidspunktet. Noen politiets skytevåpen er utstyrt for å slippe kuler med over 1500 fot / s.

Muzzle Velocity Calculator

Se Ressursene for et online verktøy som gjør det mulig å legge inn veldig detaljert informasjon om spesifikke skytevåpen og kuler for å oppnå estimater av snutehastighet og andre data relatert til ballistikk.