Innhold
- Historie om kanoner og kanonkuler
- Newtons Equations of Motion
- Den horisontale lanseringen
- Virtual Cannonballs Game
Kanonballer kan være en ting av menneskelig krigføring forbi, men det er ikke vanskelig å forestille seg følelsen av frykt for å se et 40-kilos metallprosjektil ledet mot skipet ditt, og ikke kan fortelle noen få plagsomme øyeblikk om det vil finne et dødelig merke.
I tillegg til å være ting fra piratlegender og en fremtredende funksjon i videospill, inkludert noen av de tidligste hjemmekampene på 1980-tallet, gir kanonkuler en suveren leksjon i fysikken i grunnleggende prosjektilbevegelser.
I stedet for gulldubletter, vil imidlertid "skatten" din komme i form av forbedrede ferdigheter til å avdekke grunnleggende ballistikkproblemer.
Historie om kanoner og kanonkuler
Du vil ikke finne kanoner eller kanonkuler til salgs hos din lokale storboksforhandler i disse dager, men det var en tid da det å ha en god kanon for hånden var viktig for en gruppe individer som besitter eller bøyer seg over å ha mye verdifull eiendom . Kanoner var en gang veldig effektive til å avskrekke tyvene, eller alternativt, noe som gjorde det lettere for dem å utøve sin tvilsomme handel.
Som du kanskje forventer, er det egentlig ikke noe som heter en "typisk" kanonballvekt. For å få en generell idé, lagde de britiske styrkene fra gamle kanonballer i diskrete masser fra rundt 4 kg til rundt 42 kilo. Ettersom disse var laget av jern, var en typisk tetthet omtrent 7 860 kg / m3. Dvs omtrent åtte ganger tettere enn vann.
Newtons Equations of Motion
1600-tallets geni Isaac Newton gjorde mange ting, inkludert å oppfinne mange av metodene for moderne beregning. Men kanskje den største bragden hans var å avlede matematiske ligninger som styrer oppførselen til objekter utsatt for påvirkning fra tyngdekraften og andre krefter.
Den generelle løsningen for horisontal stilling x, hastighet v og akselerasjon en av et objekt på en gang t er:
x (t) = x0+ v0t + (1/2) kl2
Dette kan kombineres med andre bevegelsesligninger for å utlede relaterte uttrykk.
Den horisontale lanseringen
Merk at når du skyter en kanonkule i avstanden i en gitt vinkel, er den utsatt for tyngdekraften på nøyaktig samme måte som det ville vært hvis du bare droppet den fra toppen av bygningen. Det vil si at hvis du avfyrer kanonkulen med nok kraft til å få den 100 fot opp i luften, vil den falle like raskt til bakken hvis den beveger seg horisontalt mens den faller som den vil om den bare faller.
En avgjørende mengde er område, eller den maksimale avstanden kanonballen vil reise. Dette er en funksjon av begynnelseshastigheten v0 og lanseringsvinkel θ:
R = / g
Virtual Cannonballs Game
Å leke med et online kanonball-lanseringsspill vil ikke i seg selv gjøre deg til fysikk eller ballistikkekspert. Dette vil imidlertid gi deg en sjanse til å få en følelse av hvordan størrelsen og retningen til endringer i utskytningsvinkelen og hastigheten kan påvirke den endelige banen til et prosjektil, og hvordan tidlige krigere også lærte å redegjøre for sine egne feil i løpet av deres "eksperimenter" med bellicose.
Se Ressursene for et eksempel på et enkelt prosjektiloppskytingsspill som lar deg legge inn lanseringsparametrene nøyaktig og observere hva som skjer når du avfyrer en annen kanonballnedrang.