Berechnung der Mündungsgeschwindigkeit

Inhalt

• Mündungsgeschwindigkeitsgleichung
• Kinematische Gleichungen für die Projektilbewegung
• Ausgewählte Mündungsgeschwindigkeiten
• Mündungsgeschwindigkeitsrechner

Wie schnell sich eine Kugel bewegt, wenn sie das Ende eines Kanonenrohrs verlässt, was als Mündungsgeschwindigkeit bezeichnet wird, ist für diejenigen von großem Interesse, die auf dem Gebiet der Ballistik und der Physik arbeiten und ein paar Schlüsselbegriffe in einem behandeln möchten. Schuss.

Wenn die Masse m und Mündungsgeschwindigkeit v von einer Kugel sind bekannt, ihre kinetische Energie und ihr Impuls können aus den Beziehungen bestimmt werden E_k = (1/2)mv² und Dynamik p = mv. Diese Informationen können wiederum Aufschluss über die Art der biologischen und sonstigen Auswirkungen geben, die sich aus der einmaligen Abgabe einer Schusswaffe ergeben können.

Mündungsgeschwindigkeitsgleichung

Wenn Sie die Beschleunigung des Geschosses kennen, können Sie die Mündungsgeschwindigkeit aus der Kinematikgleichung bestimmen

v ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax

wo v₀ = Anfangsgeschwindigkeit = 0, X = zurückgelegte Strecke im Waffenrohr und v = Mündungsgeschwindigkeit.

Wenn Sie den Wert der Beschleunigung nicht angeben, aber stattdessen den Schussdruck im Lauf kennen, kann aus den Beziehungen zwischen der Nettokraft eine Mündungsgeschwindigkeitsformel abgeleitet werden F (Masse mal Beschleunigung), Fläche EIN, Masse mDruck P (Kraft geteilt durch Fläche) und Beschleunigung ein (Kraft geteilt durch Masse).

weil P = F/EIN, F = meinund die Gegend EIN des Querschnitts eines Zylinders (von dem angenommen werden kann, dass es sich um eine Kanonenmündung handelt) ist π_r_² (r der Radius der Schnauze ist), ein kann in diesen anderen Größen ausgedrückt werden:

a = frac {Pπr ^ 2} {m}

Alternativ können Sie eine grobe Schätzung der Geschossgeschwindigkeit erhalten, indem Sie die Entfernung von der Mündung zu einem Ziel messen und diese durch die Zeit dividieren, die das Geschoss benötigt, um das Ziel zu erreichen, obwohl es aufgrund des Luftwiderstands zu Verlusten kommt. Die Mündungsgeschwindigkeit lässt sich am besten mit einem Chronographen bestimmen.

Kinematische Gleichungen für die Projektilbewegung

Der Standard Bewegungsgleichungen Beherrsche alles, was sich bewegt, von Kugeln bis zu Schmetterlingen. Hier stellen wir speziell die Form vor, die diese Gleichungen für den Fall der Projektilbewegung annehmen.

Alle Projektilbewegungsprobleme sind Freifallprobleme, da nach einer anfänglichen Geschwindigkeit dem Projektil zum Zeitpunkt gegeben wird t = 0 des Problems ist die einzige Kraft, die auf das Projektil wirkt, die Schwerkraft. Egal wie schnell eine Kugel abgefeuert wird, sie fällt genauso schnell auf die Erde, als wäre sie einfach von deiner Hand gefallen. Diese kontraintuitive Eigenschaft der Bewegung hebt bei Projektilbewegungsproblemen immer wieder den Kopf.

Beachten Sie, dass diese Gleichungen massenunabhängig sind und den Luftwiderstand nicht berücksichtigen, eine übliche Qualifikation in einfachen physikalischen Berechnungen. X und y sind horizontale und vertikale Verschiebung in Metern (m), t Zeit in Sekunden, ein ist die Beschleunigung in m / s², und G = Erdbeschleunigung, 9,81 m / s².

begin {align} & x = x_0 + v_xt ; {(Konstante 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 {align}

Mit diesen Gleichungen können Sie den Weg einer abgefeuerten Kugel bestimmen und sogar den Fall aufgrund der Schwerkraft korrigieren, wenn Sie auf ein entferntes Ziel zielen.

Ausgewählte Mündungsgeschwindigkeiten

Typische Handfeuerwaffen haben Mündungsgeschwindigkeiten im Bereich von 1.000 ft / s, was bedeutet, dass eine solche Kugel in etwas mehr als fünf Sekunden eine Meile zurücklegen würde, wenn sie bis zu diesem Zeitpunkt nichts traf oder nicht auf den Boden fiel. Einige Polizeiwaffen sind so ausgerüstet, dass sie Kugeln mit einer Geschwindigkeit von über 1.500 ft / s abschießen können.

Mündungsgeschwindigkeitsrechner

In den Ressourcen finden Sie ein Online-Tool, mit dem Sie sehr detaillierte Informationen zu bestimmten Schusswaffen und Kugeln eingeben können, um Schätzungen der Mündungsgeschwindigkeit und andere Daten im Zusammenhang mit der Ballistik zu erhalten.