Obsah
Majitelia zbraní sa často zaujímajú o rýchlosť spätného rázu, ale nie sú jediní. Existuje mnoho ďalších situácií, v ktorých je ich užitočné množstvo poznať. Napríklad basketbalový hráč, ktorý urobí zoskok, môže chcieť poznať svoju rýchlosť dozadu po uvoľnení lopty, aby sa predišlo zrážke s iným hráčom, a kapitán fregaty môže chcieť vedieť, aký vplyv má uvoľnenie záchranného člna na pohyb lode vpred. Vo vesmíre, kde chýbajú trecie sily, je rýchlosť spätného rázu kritickou veličinou. Na zistenie rýchlosti spätného chodu použijete zákon zachovania dynamiky. Tento zákon je odvodený z Newtonovho zákona o pohybe.
TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
Zákon zachovania hybnosti odvodený z Newtonovho zákona o pohybe poskytuje jednoduchú rovnicu na výpočet rýchlosti spätného rázu. Je založená na hmotnosti a rýchlosti vysunutého telesa a hmotnosti spätného telesa.
Zákon o zachovaní hybnosti
Newtonov tretí zákon uvádza, že každá použitá sila má rovnakú a opačnú reakciu. Príkladom, ktorý sa bežne vysvetľuje pri vysvetľovaní tohto zákona, je napríklad prekročenie rýchlosti vozidla zasiahnutého tehlovou stenou. Auto vyvíja silu na stenu a stena pôsobí recipročne na auto, ktoré ho drví. Matematicky sila nárazu (Fja) sa rovná recipročnej sile (FR) a pôsobí opačným smerom: Fja = - FR.
Newtonov druhý zákon definuje silu ako zrýchlenie hromadného času. Zrýchlenie je zmena rýchlosti (∆v ÷ ∆t), takže sila môže byť vyjadrená F = m (∆v ÷ ∆t). To umožňuje, aby sa tretí zákon prepísal na mja(Avja ÷ ∆tja) = -mR(AvR ÷ ∆tR). V akejkoľvek interakcii je čas, počas ktorého pôsobí sila, rovnajúci sa času, počas ktorého je pôsobená recipročná sila, takže tja = tR a čas môže byť vyrátaný z rovnice. Toto ponecháva:
mjaavja = -mRavR
Toto je známe ako zákon zachovania dynamiky.
Výpočet rýchlosti spätného chodu
V typickej situácii spätného rázu má uvoľnenie telesa s menšou hmotnosťou (telo 1) vplyv na väčšie telo (telo 2). Ak začnú obe orgány odpočívať, zákon zachovania hybnosti uvádza, že m1proti1 = -m2proti2, Rýchlosť spätného rázu je typicky rýchlosť telesa 2 po uvoľnení telesa 1. Táto rýchlosť je
proti2 = - (m1 ÷ m2) v1.
príklad
Pred riešením tohto problému je potrebné vyjadriť všetky množstvá v jednotkách. Jedno zrno sa rovná 64,8 mg, takže guľka má hmotnosť (mB) 9 720 mg alebo 9,72 g. Puška, na druhej strane, má hmotnosť (mR) s 3 632 gramami, pretože v librách je 454 gramov. Teraz je ľahké vypočítať rýchlosť spätného chodu pušky (vR) v stopách / sekundu:
protiR = - (mB ÷ mR) vB = - (9,72 g = 3,632 g) • 2 820 ft / s = -7,55 ft / s.
Značka mínus označuje skutočnosť, že rýchlosť spätného pohybu je v opačnom smere ako rýchlosť strely.
Hmotnosti sú vyjadrené v rovnakých jednotkách, takže nie je potrebné vykonať konverziu. Rýchlosť fregaty môžete jednoducho napísať ako vF = (2 × 2000) • 15 mph = 0,015 mph. Táto rýchlosť je nízka, ale nie je zanedbateľná. Je to viac ako 1 stopa za minútu, čo je významné, ak je fregata blízko doku.