NộI Dung
Chủ sở hữu súng thường quan tâm đến tốc độ giật lại, nhưng họ không phải là người duy nhất. Có nhiều tình huống khác trong đó một số lượng hữu ích để biết. Ví dụ, một cầu thủ bóng rổ thực hiện cú nhảy có thể muốn biết vận tốc ngược của mình sau khi thả bóng để tránh đâm vào người chơi khác, và thuyền trưởng của một tàu khu trục có thể muốn biết hiệu ứng của việc thả phao cứu sinh lên tàu chuyển động về phía trước. Trong không gian, nơi không có lực ma sát, vận tốc giật lại là một đại lượng quan trọng. Bạn áp dụng định luật bảo toàn động lượng để tìm vận tốc giật lại. Định luật này bắt nguồn từ Định luật chuyển động của Newton.
TL; DR (Quá dài; Không đọc)
Định luật bảo toàn động lượng, xuất phát từ Định luật chuyển động của Newton, cung cấp một phương trình đơn giản để tính tốc độ giật. Nó dựa trên khối lượng và tốc độ của cơ thể bị đẩy ra và khối lượng của cơ thể hồi phục.
Định luật bảo toàn động lượng
Định luật thứ ba của Newton nói rằng mọi lực tác dụng đều có phản ứng bằng nhau và ngược lại. Một ví dụ thường được trích dẫn khi giải thích luật này là một chiếc ô tô chạy quá tốc độ đâm vào tường gạch. Chiếc xe tác dụng một lực lên tường, và bức tường tác dụng một lực tương hỗ lên chiếc xe đã nghiền nát nó. Về mặt toán học, lực lượng sự cố (FTôi) bằng với lực tương hỗ (FR) và hành động theo hướng ngược lại: FTôi = - FR.
Định luật thứ hai của Newton định nghĩa lực là gia tốc thời gian khối lượng. Gia tốc là sự thay đổi vận tốc (v ÷ t), do đó lực có thể được biểu thị F = m (v ÷ t). Điều này cho phép Luật thứ ba được viết lại thành mTôi(VvTôi ÷ tTôi) = -mR(VvR ÷ tR). Trong mọi tương tác, thời gian mà lực tác dụng được áp dụng bằng với thời gian mà lực đối ứng được áp dụng, vì vậy tTôi = tR và thời gian có thể được tính ra khỏi phương trình. Cái lá này:
mTôiVvTôi = -mRVvR
Điều này được gọi là định luật bảo toàn động lượng.
Tính toán vận tốc Recoil
Trong một tình huống giật lại điển hình, việc giải phóng một cơ thể có khối lượng nhỏ hơn (cơ thể 1) có tác động đến một cơ thể lớn hơn (cơ thể 2). Nếu cả hai cơ thể bắt đầu từ phần còn lại, định luật bảo toàn động lượng cho biết m1v1 = -m2v2. Vận tốc giật lại thường là vận tốc của cơ thể 2 sau khi giải phóng cơ thể 1. Vận tốc này là
v2 = - (m1 M2) v1.
Thí dụ
Trước khi giải quyết vấn đề này, cần phải thể hiện tất cả số lượng trong các đơn vị nhất quán. Một hạt bằng 64,8 mg, vì vậy viên đạn có khối lượng (mB) 9.720 mg, hoặc 9,72 gram. Súng trường, mặt khác, có khối lượng (mR) của 3.632 gram, vì có 454 gram trong một pound. Bây giờ thật dễ dàng để tính tốc độ giật của súng trường (vR) tính bằng feet / giây:
vR = - (mB MR) vB = - (9,72 g ÷ 3,632g) • 2,820 ft / s = -7,55 ft / s.
Dấu trừ biểu thị thực tế là tốc độ giật lại ngược hướng với tốc độ của viên đạn.
Trọng lượng được thể hiện trong cùng một đơn vị, do đó không cần chuyển đổi. Bạn chỉ có thể viết tốc độ của tàu khu trục là vĐỤ = (2 2000) • 15 dặm / giờ = 0,015 dặm / giờ. Tốc độ này là nhỏ, nhưng nó không đáng kể. Nó hơn 1 feet mỗi phút, điều này rất có ý nghĩa nếu tàu khu trục ở gần một bến tàu.