Содержание
Владельцы оружия часто интересуются скоростью отдачи, но они не единственные. Есть много других ситуаций, в которых полезно знать это количество. Например, баскетболист, делающий бросок в прыжке, может захотеть узнать его или ее скорость в обратном направлении после выпуска мяча, чтобы избежать столкновения с другим игроком, и капитан фрегата может захотеть узнать, какое влияние оказывает спасательная шлюпка на корабли поступательного движения. В космосе, где силы трения отсутствуют, скорость отдачи является критической величиной. Вы применяете закон сохранения импульса, чтобы найти скорость отдачи. Этот закон получен из законов движения Ньютона.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Закон сохранения импульса, полученный из законов движения Ньютона, предоставляет простое уравнение для расчета скорости отдачи. Он основан на массе и скорости выбрасываемого тела и массе откатного тела.
Закон сохранения импульса
Третий закон Ньютона гласит, что каждая приложенная сила имеет равную и противоположную реакцию. При объяснении этого закона обычно приводят пример того, как скоростной автомобиль врезался в кирпичную стену. Автомобиль прилагает усилие к стене, а стена оказывает ответное воздействие на автомобиль, который его раздавливает. Математически сила падения (Fя) равна обратной силе (Fр) и действует в обратном направлении: Fя = - Fр.
Второй закон Ньютона определяет силу как ускорение массы. Ускорение - это изменение скорости (∆v ÷ ∆t), поэтому сила может быть выражена F = m (∆v ÷ ∆t). Это позволяет Третьему Закону быть переписан какя(& Dgr; vя ÷ ∆tя) = -mр(& Dgr; vр ÷ ∆tр). В любом взаимодействии время, в течение которого применяется сила падения, равно времени, в течение которого применяется обратная сила, поэтому tя = тр и время можно вычленить из уравнения. Это оставляет:
мяDgr; vя = -mрDgr; vр
Это известно как закон сохранения импульса.
Расчет скорости отдачи
В типичной ситуации отдачи высвобождение тела меньшей массы (тело 1) оказывает влияние на тело большего размера (тело 2). Если оба тела начинают с покоя, закон сохранения импульса утверждает, что1v1 = -m2v2, Скорость отдачи обычно представляет собой скорость тела 2 после освобождения тела 1. Эта скорость равна
v2 = - (м1 ÷ м2) v1.
пример
Прежде чем решить эту проблему, необходимо выразить все величины в последовательных единицах. Одно зерно равно 64,8 мг, поэтому пуля имеет массу (мВ) 9,720 мг или 9,72 грамма. Винтовка, с другой стороны, имеет массу (мр) 3632 граммов, поскольку в фунте содержится 454 грамма. Теперь легко рассчитать скорость отдачи винтовки (vр) в футах / секундах:
vр = - (мВ ÷ мр) vВ = - (9,72 г ÷ 3632 г) • 2820 фут / с = -7,55 фут / с.
Знак минус обозначает тот факт, что скорость отдачи находится в направлении, противоположном скорости пули.
Весовые коэффициенты выражаются в одних и тех же единицах, поэтому нет необходимости в конвертации. Вы можете просто написать скорость фрегата как VF = (2 ÷ 2000) • 15 миль в час = 0,015 миль в час. Эта скорость мала, но она ничтожна. Это более 1 фута в минуту, что важно, если фрегат находится возле дока.