
子弹的运动速度有多快?它的运动轨迹是直线吗?
电影中有句台词叫“让子弹飞一会儿”。
子弹到底是怎么飞的?学过高中物理的孩子们说:“是抛物线吧!”因为闭口不谈,所以好像是个愚蠢的问题。子弹真的是按照抛物线的轨迹飞行吗?它是怎么飞的?子弹到底能飞多久?我们今天要好好谈谈这些问题。因为后面的答案会超出你的预想。
子弹到底是怎么飞的?反正不是你想的那样
热爱体育的你对抛物线不会陌生。篮球、排球在空中交叉的曲线是抛物线,铅球的抛物线接近完美。但足球、网球、乒乓球的运动路线不一定是这样的。受马格努斯效应的影响,发生侧偏。也就是大家常说的“香蕉球”和“弧线球”。
抛物线分解
初始速度V0和重力加速度的组合使球沿2D曲线向前移动,直到掉到地面。这条曲线是抛物线。物理上完美的抛物线可以分解成水平方向的等速运动和垂直方向的自由落体运动,这两个运动相互独立,所以知道球体的投掷速度和角度就不难计算出射程。
子弹的飞行也一样简单吗?事实并非如此。
子弹的运动不是抛物线
无论是学习自由落体运动还是谈论抛物线运动,都要反复强调“无视空气阻力”这一重要因素。一方面,在非常短的运动距离内,空气对球运动的影响比较小,另一个原因是简化运算。但是,只要在地球上,特别是在分析子弹等远距离运动的物体时,不能不考虑空气阻力的存在。弹丸飞行受空气阻力影响,其轨迹称为弹道曲线。弹道曲线是一开始平缓,后来变得陡峭的复杂曲线,我们不能再应用抛物线的简单公式来计算子弹的复杂飞行弹道。弹道曲线不同于抛物线,为什么会发生这种事呢?这首先要归结为子弹的速度。
把手伸进水里几乎感觉不到阻力。手在水里晃动的时候,可以感觉到水在阻挡手掌的前进。用手划的速度越快,对水的抵抗力就越大。我们知道空气是流体。它与水有共同的特点。也就是说,它有黏性和牵引力。这就是空气阻力。另外,空气会被压缩,在移动的物体前面产生冲击波,即使在一定的速度下,也会影响物体的运动。
子弹怎么飞?
手枪子弹飞行距离短,为了保证更有效的杀伤目标,各种奇怪的外形、空气阻力不是主要考虑的因素。这一点已经在前面的文章中详细介绍了。与步枪不同的是,作为远距离杀伤武器,子弹必须最大限度地解决空气阻力的不利影响,同时考虑到准确和最大限度的杀伤效果。因此,步枪弹头应特别考虑空气动力学,大部分设计为前部尖,后部平,截面与船的形状相似。
为了使子弹有更稳定的弹道,从枪管用工具拉动了“复线”的螺纹。这样弹头由火药推动,在枪口内前进时,复线会同时沿轴线旋转。用复线把子弹转过去,子弹通过复线获得了沿轴旋转的动能,它在空气中像陀螺一样旋转,向前飞行。