Hur man beräknar munstyckshastighet

Innehåll

• Mouth Velocity Equation
• Kinematiska ekvationer för projektilrörelse
• Valda munstyckshastigheter
• Muzzle Velocity Calculator

Hur snabbt en kula reser när den lämnar slutet på ett vapenfat, som kallas munhastigheten, är av stort intresse för både de som arbetar inom ballistik- och fysikstudenter som vill täcka några nyckelbegrepp i ett, ja, skott.

Om massan m och munhastighet v av en kula är kända, kan dess kinetiska energi och momentum bestämmas utifrån förhållandena E_k = (1/2)mv² och fart p = mv. Denna information kan i sin tur avslöja mycket om den typ av biologiska och andra effekter som kan vara resultatet av en enda utskott av ett skjutvapen.

Mouth Velocity Equation

Om du känner till kulaens acceleration kan du bestämma munhastigheten från kinematikekvationen

v ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax

var v₀ = initial hastighet = 0, x = sträckt avstånd inuti pistoltrumman, och v = munstyckshastighet.

Om du inte har gett värdet på accelerationen men istället känner av bränningstrycket inuti cylindern kan en formel för hastighetshastighet härledas från förhållandena mellan nettokraft F (massa gånger acceleration), område EN, massa m, tryck P (kraft dividerat med område) och acceleration en (kraft dividerat med massa).

Eftersom P = F/EN, F = menoch området EN av tvärsnittet av en cylinder (som ett kanonmunstycke kan antas vara) är π_r_² (r är radie för munstycket), en kan uttryckas i termer av dessa andra kvantiteter:

a = frac {Pπr ^ 2} {m}

Alternativt kan du få en grov uppskattning av kulans hastighet genom att mäta avståndet från munstycket till ett mål och dela detta med den tid det tar kula att nå målet, även om det kommer att bli viss förlust på grund av luftmotstånd. Det bästa sättet att bestämma munhastigheten är att använda en kronograf.

Kinematiska ekvationer för projektilrörelse

Standarden rörelseekvationer styr allt som rör sig, från kulor till fjärilar. Här presenterar vi specifikt den form som dessa ekvationer har för projektilrörelse.

Alla projektilrörelsesproblem är problem med fritt fall, eftersom projektilen efter en initial hastighet ges till tiden t = 0 av problemet, den enda kraften som verkar på projektilen är gravitationen. Så oavsett hur snabbt en kula skjuts, faller den mot jorden lika snabbt som om den helt enkelt hade tappats från din hand. Denna motintuitiva rörelseegenskap bär huvudet upprepade gånger i problem med projektilrörelse.

Observera att dessa ekvationer är oberoende av massa och tar inte hänsyn till luftmotstånd, en vanlig kvalificering i enkla fysikberäkningar. x och y är horisontella och vertikala förskjutningar i meter (m), t är tid i sekunder (er), en är acceleration i m / s², och g = accelerationen på grund av tyngdkraften på jorden, 9,81 m / s².

börja {inriktad} & 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) slut {inriktad}

Genom att använda dessa ekvationer kan du bestämma banan för en avskjuten kula och till och med korrigera för släpp på grund av tyngdkraften när du sikter mot ett avlägset mål.

Valda munstyckshastigheter

Typiska handvapen har munhastigheter i intervallet 1 000 ft / s, vilket innebär att en sådan kula skulle resa en mil på drygt fem sekunder om den träffade ingenting eller inte föll till marken vid den punkten. Vissa polisvapen är utrustade för att lämna kulor på över 1500 ft / s.

Muzzle Velocity Calculator

Se Resurser för ett onlineverktyg som möjliggör inmatning av mycket detaljerad information om specifika skjutvapen och kulor för att uppnå uppskattningar av munhastigheten och annan information relaterad till ballistik.