Innhold
Pistoleiere er ofte interessert i å trekke tilbake hastigheten, men de er ikke de eneste. Det er mange andre situasjoner der det er en nyttig mengde å vite. For eksempel kan en basketballspiller som tar et hoppskudd ønske å kjenne hastigheten bakover etter å ha sluppet ballen for å unngå å krasje inn i en annen spiller, og kapteinen på en fregatt vil kanskje vite hvilken effekt frigjøringen av en redningsbåt har på sender frem bevegelse. I rommet, der friksjonskrefter er fraværende, er rekylhastigheten en kritisk mengde. Du bruker loven om bevaring av fart for å finne rekylhastighet. Denne loven er avledet av Newtons Laws of Motion.
TL; DR (for lang; ikke lest)
Loven om bevaring av fart, avledet fra Newtons Laws of Motion, gir en enkel ligning for beregning av rekylhastighet. Det er basert på massen og hastigheten til det utkastede legemet og massen til det tilbakevirkende legemet.
Lov om bevaring av momentum
Newtons Third Law uttaler at enhver anvendt styrke har en lik og motsatt reaksjon. Et eksempel som ofte siteres når man forklarer denne loven, er at en fartsbil treffer en murvegg. Bilen utøver en kraft på veggen, og veggen utøver en gjensidig kraft på bilen som knuser den. Matematisk sett er hendelsesstyrken (FJeg) tilsvarer gjensidig kraft (FR) og handler i motsatt retning: FJeg = - FR.
Newtons Second Law definerer makt som akselerasjon av massetid. Akselerasjon er endring i hastighet (∆v ÷ ∆t), så kraft kan uttrykkes F = m (∆v ÷ ∆t). Dette gjør at den tredje loven kan skrives om som mJeg(AvoJeg ÷ ∆tJeg) = -mR(AvoR ÷ ∆tR). I ethvert samspill er tiden hvor den innfallende kraft påføres lik den tiden den gjensidige kraften påføres, så tJeg = tR og tiden kan tas ut av ligningen. Dette etterlater:
mJegAvoJeg = -mRAvoR
Dette er kjent som loven om bevaring av fart.
Beregner rekylhastighet
I en typisk rekylsituasjon har frigjøring av et legeme med mindre masse (kropp 1) innvirkning på et større legeme (kropp 2). Hvis begge instanser starter fra hvile, sier loven om bevaring av momentum at m1v1 = -m2v2. Rekylhastigheten er typisk hastigheten til legemet 2 etter frigjøring av legemet 1. Denne hastigheten er
v2 = - (m1 ÷ m2) v1.
Eksempel
Før du løser dette problemet, er det nødvendig å uttrykke alle mengder i konsistente enheter. Ett korn er lik 64,8 mg, så kulen har en masse (m)B) på 9,720 mg, eller 9,72 gram. Riffelen har derimot en masse (mR) på 3.632 gram, siden det er 454 gram i et pund. Det er nå enkelt å beregne geværets rekylhastighet (vR) i føtter / sekund:
vR = - (mB ÷ mR) vB = - (9,72 g ÷ 3,632 g) • 2820 ft / s = -7,55 ft / s.
Minustegnet betegner det faktum at rekylhastigheten er i motsatt retning av kulehastigheten.
Vekter er uttrykt i de samme enhetene, så det er ikke behov for konvertering. Du kan ganske enkelt skrive fregatets hastighet som vF = (2 ÷ 2000) • 15 mph = 0,015 mph. Denne hastigheten er liten, men den er ikke ubetydelig. Det er over 1 fot per minutt, noe som er viktig hvis fregatten er i nærheten av en dock.