Жығылған заттар мен оқ-дәрілер туралы

Кіріспе

Ауа арқылы итерілген объекті

Снаряд – сыртқы күш әсерінен итеріліп, содан кейін гравитация және ауа кедергісінің әсерімен еркін қозғалатын объекті. Кез келген қозғалатын объектілер ғарышта снарядтар болып табылса да, олар көбінесе соғыста және спорда кездеседі (мысалы, лақтырылған бейсбол, тепкіленген футбол добы, атылған оқ, атылған жебе, катапультадан ұшырылған тас). Баллистикада снарядтардың ұшыру, ұшу және соқтығысу кезіндегі траекториясын талдау үшін математикалық теңдеулер қолданылады.

Қозғаушы күш

Жарықпен шашу қарулары және пневматикалық мылтықтар қысылған газдарды пайдаланады, ал көптеген басқа қарулар мен зеңбіректер түтінсіз ұнтақ сияқты қозғалтқыштардың күрт химиялық реакциялары арқылы бөлінетін кеңейтілген газдарды қолданады. Жеңіл газ қарулары осы механизмдердің үйлесімін пайдаланады. Рельсті қарулар электромагниттік өрістерді қолданып, құрылғының барлық ұзындығы бойынша тұрақты үдеуді қамтамасыз етеді, бұл оқтың бастапқы жылдамдығын едәуір арттырады. Кейбір снарядтар ұшу кезінде ракеталық немесе реактивтік қозғалтқыш арқылы итеру күшін алады. Әскери терминологияда ракета – бағытталмайтын, ал зымыран – бағытталған қару. "Ракета" сөзінің екі мағынасын ескеріңіз (қару және қозғалтқыш): ICBM – ракеталық қозғалтқышы бар басқарылатын зымыран. Жарылыс, қару болсын болмасын, сынықтардың жоғары жылдамдықты снарядтар ретінде әрекет етуіне себеп болады. Жарылғыш қару немесе құрылғы корпусының бөлінуі арқылы көптеген жоғары жылдамдықты сынықтар жасауға арналған болуы мүмкін; мұндай сынықтар дұрыс атау бойынша фрагменттер деп аталады.

Спортта

Оқ траекториясы қозғалысындағы ең маңызды күш – итеру күші, ал осы жағдайда итеру күштері – допты қозғалысқа келтіретін бұлшық еттер. Қолданылған күш неғұрлым зор болса, итеру күші де соғұрлым артады, демек доп (оқ) соғұрлым алысқа ұшады. Доп тастау, боулинг қараңыз.

Жеткізу оқ-дәрілері

Көптеген снарядтар, мысалы, оқ-дәрілер, жарылғыш зарядты немесе басқа химиялық немесе биологиялық заттарды тасымалдауы мүмкін. Жарылғыш зарядтан өзге, снарядтың арнайы зиян келтіру үшін жасалуы да мүмкін, мысалы, өрт (сонымен қатар бастапқы жылу қаруларын қараңыз) немесе улану (сондай-ақ жебе уына қараңыз).

Үлгілі снарядтық жылдамдықтар

Жобалау жылдамдығы, арнайы кинетикалық энергия (Ж/кг) (м/с) (км/сағ) (фут/с) (миль/сағ) 1 м құлау (вакуумда, Жер бетінде) 4.43 15.948 14.5 9.9 9.8 10 м құлау (вакуумда, Жер бетінде) 14 50.4 46 31 98 Шебер тастаушымен лақтырылған дубін 40 144 130 90 800 100 м құлау (вакуумда, Жер бетінде) 45 162 150 100 980 Жалпыланған (икемді) атлатл жебесі (шебер тастаушы) 45 162 150 100 1,000 Хоккей шайбасы (қатты соққы, кәсіби ойыншы) 50 180 165 110 1,300 80 фунттық иілімді пистолет арбалетінің оғы 58 208.8 190 130 1,700 150 фунттық ортағасырлық соғыс садағынан атылған садақ жебесі 63 228.2 208 141 2,000 40 мм граната таратқышынан атылған күшті соққылы жоба 87 313.2 285 194.6 3,785 Маркерден атылған бояулы доп 91 327.6 300 204 4,100 175 фунттық иілімді арбалет оғы 97 349.2 320 217 4,700 6 мм Airsoft дорбасы 100 360 328 224 5,000 4.5 мм Air Rifle BB 150 540 492 336 11,000 Magnum қуатты пневматикалық мылтықтың .177" дорбасы 305 878.4 1,000 545 29,800 9×19 мм (пистолет оғы) 340 1224 1,116 761 58,000 12.7×99 мм (ауыр пулемет оғы) 800 2,880 2,625 1,790 320,000 Неміс Tiger I 88 мм (танк снаряды Pzgr. 39 APCBCHE) 810 2,899 2,657 1,812 328,050 5.56×45 мм (көптеген заманауи мылтықтарда қолданылатын стандартты оқ) 920 3,312 3,018 2,058 470,000 20×102 мм (әскери мылтықтарда қолданылатын стандартты АҚШ оқ пулеті) 1,039 3,741 3,410 2,325 540,000 25×140 мм (APFSDS, танк тесіп өтетін снаряд) 1,700 6,120 5,577 3,803 1,400,000 2 кг вольфрамды снаряд (эксперименталды темір қарудан) 3,000 10,800 9,843 6,711 4,500,000 MRBM қайта кіру көлігі 4,000 дейін 14,000 дейін 13,000 дейін 9,000 дейін 8,000,000 Жеңіл газды қарудың снаряды 7,000 дейін 25,000 дейін 23,000 дейін 16,000 дейін 24,000,000 Төмен Жер орбитасындағы спутник 8,000 29,000 26,000 19,000 32,000,000 Атмосферадан тыс өлтіру құралы ~10,000 ~36,000 ~33,000 ~22,000 ~50,000,000 Төмен Жер орбитасындағы екі нысан (мысалы, ғарыш қиындылары) 0–16,000 ~58,000 ~53,000 ~36,000 ~130,000,000 7 ТэВ бөлшегі (LHC) 299,792,455 1,079,252,839 983571079 670,616,536 ~6.7 × 1020

Projectile Speed Specific kinetic energy (J/kg)(m/s) (km/h) (ft/s) (mph)Object falling 1 m (in vacuum, at Earth's surface) 4.43 15.948 14.5 9.9 9.8Object falling 10 m (in vacuum, at Earth's surface) 14 50.4 46 31 98Thrown club (expert thrower) 40 144 130 90 800Object falling 100 m (in vacuum, at Earth's surface) 45 162 150 100 980Refined (flexible) atlatl dart (expert thrower) 45 162 150 100 1,000Ice hockey puck (slapshot, professional player) 50 180 165 110 1,30080 lb draw pistol crossbow bolt 58 208.8 190 130 1,700War arrow shot from a 150 lbs medieval warbow 63 228.2 208 141 2,000Blunt Impact Projectile shot from a 40mm grenade launcher 87 313.2 285 194.6 3,785Paintball fired from marker 91 327.6 300 204 4,100175 lb draw crossbow bolt 97 349.2 320 217 4,700 6 mm Airsoft pellet 100 360 328 224 5,000Air Rifle BB 4.5 mm 150 540 492 336 11,000Air gun pellet .177" (magnum power air rifle) 305 878.4 1,000 545 29,8009×19mm (bullet of a pistol) 340 1224 1,116 761 58,00012.7×99 mm (bullet of a heavy machine gun) 800 2,880 2,625 1,790 320,000German Tiger I 88 mm (tank shell Pzgr. 39 APCBCHE) 810 2,899 2,657 1,812 328,0505.56×45mm (standard round used in many modern rifles) 920 3,312 3,018 2,058 470,00020×102mm (standard US cannon round used in fighter cannons) 1,039 3,741 3,410 2,325 540,00025×140mm (APFSDS, tank penetrator) 1,700 6,120 5,577 3,803 1,400,0002 kg tungsten Slug (from Experimental Railgun) 3,000 10,800 9,843 6,711 4,500,000MRBM reentry vehicle Up to 4,000 Up to 14,000 Up to 13,000 Up to 9,000 Up to 8,000,000projectile of a light gas gun Up to 7,000 Up to 25,000 Up to 23,000 Up to 16,000 Up to 24,000,000Satellite in low Earth orbit 8,000 29,000 26,000 19,000 32,000,000Exoatmospheric Kill Vehicle ~10,000 ~36,000 ~33,000 ~22,000 ~50,000,000Projectile (e. g., space debris) and target both in low Earth orbit 0–16,000 ~58,000 ~53,000 ~36,000 ~130,000,0007 TeV particle in LHC 299,792,455 1,079,252,839 983571079 670,616,536 ~6.7 × 1020

Қозғалыс теңдеулері

Көлденеңге бұрыштап лақтырылған дененің жылдамдығының тік және көлденең компоненттері болады. Жылдамдықтың y осьіндегі тік компоненті , ал жылдамдықтың көлденең компоненті болып табылады. Белгілі бір бұрышта лақтырылған дененің қозғалысын есептеу үшін әртүрлі формулалар бар:

1. Ең жоғарғы биіктікке жету уақыты. Ол , яғни дененің лақтырылған жазықтығынан ең жоғарғы биіктікке жетуіне кеткен уақыт. Математикалық тұрғыдан, ол = гравитациялық үдеу (шамамен 9,81 м/с²), = бастапқы жылдамдық (м/с) және = дененің көлденең осьпен құратын бұрыш арқылы беріледі. 2. Ұшу уақыты: Бұл дененің лақтырылған жазықтыққа қайта түсуіне кеткен жалпы уақыт. Математикалық түрде ол келесідей беріледі. 3. Ең жоғарғы биіктік: Бұл дененің жеткен ең жоғарғы биіктігі немесе дененің тік осьте (y ось) қамтыған ең үлкен орын ауыстыруы. Ол келесідей беріледі. 4. Қашықтық: Дененің қашықтығы – дененің көлденең бағытта (x осьінде) қозғалған қашықтығы. Математикалық тұрғыдан, қашықтық бұрыш = 45° болғанда максималды болады, яғни .