銃口の速度を計算する方法

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著者: Lewis Jackson
作成日: 14 5月 2021
更新日: 1 J 2024
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銃口の端から出たときの弾丸の速度(砲口速度と呼ばれる)は、弾道学と物理学の分野で働いている人にとって重要な概念です。ショット。

質量 m 銃口速度 v 弾丸の知られている、その運動エネルギーと運動量は関係から決定することができます Ek = (1/2)mv2 そして勢い p = mv。この情報は、銃器の1回の発射から生じる可能性がある生物学的およびその他の影響の種類について多くを明らかにすることができます。

銃口速度方程式

弾丸の加速度がわかっている場合は、運動学の方程式から銃口の速度を決定できます

v ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax

どこ v0 =初期速度= 0、 バツ =砲身内を移動した距離、および v =銃口速度。

加速度の値を与えず、代わりにバレル内の発射圧力を知っている場合、正味の力の間の関係から銃口速度式を導き出すことができます F (質量倍加速)、面積 A、質量 m、圧力 P (力を面積で割った値)と加速度 a (力を質量で割ったもの)。

なぜなら P = F/A, F = ma、およびエリア A (銃の銃口と見なすことができる)シリンダーの断面のπ_r_2 (r 銃口の半径である)、 a これらの他の量に関して表現することができます:

a = frac {Pπr^ 2} {m}

あるいは、銃口からターゲットまでの距離を測定し、これを弾丸が標的に到達するのにかかる時間で割ることにより、弾丸の速度の大まかな推定値を得ることができますが、空気抵抗による損失があります。銃口の速度を決定する最良の方法は、クロノグラフを使用することです。

発射体運動の運動方程式

標準 運動方程式 弾丸から蝶まで、動くものすべてを管理します。ここでは、発射体の動きの場合にこれらの方程式がとる形式を具体的に示します。

発射体の動きの問題はすべて、自由落下の問題です。これは、発射体に初期速度が与えられた後、 t = 0の問題、発射体に作用する力は重力のみです。したがって、弾丸がどれほど速く発射されても、まるで手から落とされたかのように、弾丸は地球に向かって落ちます。運動のこの直感に反する特性は、発射体運動の問題で頭を繰り返し育てます。

これらの方程式は質量に依存せず、単純な物理計算の一般的な条件である空気抵抗を考慮していないことに注意してください。 バツ そして y メートル(m)単位の水平および垂直変位です。 t 秒単位の時間(s)、 a m / s単位の加速度2、そして g =地球上の重力による加速度、 9.81 m / s2.

begin {aligned}&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 {aligned}

これらの方程式を使用することにより、発射された弾丸の経路を決定し、遠くのターゲットを狙うときに重力による落下を修正することさえできます。

選択した銃口速度

典型的な拳銃は、1,000 ft / sの範囲の銃口速度を持っています。つまり、そのような弾丸は、何も当たらないか、その地点までに地面に落ちなかった場合、5秒強で1マイル移動します。一部の警察の銃器は、1,500フィート/秒以上で弾丸を発射するために装備されています。

銃口速度計算機

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