Cómo calcular la velocidad del hocico

Contenido

• Ecuación de la velocidad del hocico
• Ecuaciones cinemáticas para movimiento de proyectiles
• Velocidades de hocico seleccionadas
• Calculadora de velocidad del hocico

La rapidez con que viaja una bala cuando sale del extremo del cañón de una pistola, llamada velocidad del cañón, es de gran interés tanto para los que trabajan en el campo de la balística como para los estudiantes de física que buscan cubrir algunos conceptos clave en uno, bueno, Disparo.

Si la masa metro y la velocidad del hocico v de una bala son conocidos, su energía cinética y el impulso pueden determinarse a partir de las relaciones mi_k = (1/2)metrov² e impulso pags = metrov. Esta información a su vez puede revelar mucho sobre el tipo de efectos biológicos y de otro tipo que pueden resultar de la descarga única de un arma de fuego.

Ecuación de la velocidad del hocico

Si conoce la aceleración de la bala, puede determinar la velocidad del hocico a partir de la ecuación cinemática

v ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax

dónde v₀ = velocidad inicial = 0, X = distancia recorrida dentro del cañón de la pistola, y v = velocidad del hocico.

Si no se le da el valor de la aceleración, sino que conoce la presión de disparo dentro del cañón, se puede derivar una fórmula de velocidad del hocico a partir de las relaciones entre la fuerza neta F (masa por aceleración), área UNA, masa metro, presión PAGS (fuerza dividida por área) y aceleración una (fuerza dividida por masa).

Porque PAGS = F/UNA, F = metrounay el área UNA de la sección transversal de un cilindro (que se puede suponer que es el cañón de una pistola) es π_r_² (r siendo el radio del hocico), una puede expresarse en términos de estas otras cantidades:

a = frac {Pπr ^ 2} {m}

Alternativamente, puede obtener una estimación aproximada de la velocidad de las balas midiendo la distancia desde la boca del cañón hasta un objetivo y dividiendo esto por el tiempo que tarda la bala en alcanzar el objetivo, aunque habrá alguna pérdida debido a la resistencia del aire. La mejor manera de determinar la velocidad del hocico es usando un cronógrafo.

Ecuaciones cinemáticas para movimiento de proyectiles

El estandar ecuaciones de movimiento gobierna todo lo que se mueve, desde balas hasta mariposas. Aquí presentamos específicamente la forma que toman estas ecuaciones en el caso del movimiento de proyectiles.

Todos los problemas de movimiento de proyectiles son problemas de caída libre, porque después de que se le da una velocidad inicial al proyectil en el momento t = 0 del problema, la única fuerza que actúa sobre el proyectil es la gravedad. Entonces, no importa qué tan rápido se dispare una bala, está cayendo hacia la Tierra tan rápido como si simplemente se hubiera caído de tu mano. Esta propiedad contra-intuitiva del movimiento alza su cabeza repetidamente en problemas de movimiento de proyectiles.

Tenga en cuenta que estas ecuaciones son independientes de la masa y no tienen en cuenta la resistencia del aire, una calificación común en cálculos físicos simples. X y y son desplazamiento horizontal y vertical en metros (m), t es el tiempo en segundos (s), una es la aceleración en m / s²y sol = la aceleración debida a la gravedad en la Tierra, 9,81 m / s².

begin {alineado} & x = x_0 + v_xt ; {(constante 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 {alineado}

Al usar estas ecuaciones, puede determinar el camino de una bala disparada e incluso corregir la caída debido a la gravedad al apuntar a un objetivo distante.

Velocidades de hocico seleccionadas

Las pistolas de mano típicas tienen velocidades de cañón en el rango de 1,000 pies / s, lo que significa que dicha bala viajaría una milla en poco más de cinco segundos si no golpea nada o no cae al suelo en ese punto. Algunas armas de fuego policiales están equipadas para descargar balas a más de 1,500 pies / s.

Calculadora de velocidad del hocico

Consulte los Recursos para obtener una herramienta en línea que permite la entrada de información muy granular sobre armas de fuego y balas específicas para lograr estimaciones de la velocidad del hocico y otros datos relacionados con la balística.