Физические основы явления выстрела

| Категория реферата: Рефераты по физике
| Теги реферата: темы рефератов по информатике, реферат по информатике
| Добавил(а) на сайт: Машарин.

[pic],

где p ( давление порохового газа, S ( площадь сечения канала ствола.
Следовательно, если масса пули m, то её ускорение

[pic].

Поскольку давление газа в канале ствола во все периоды много больше атмосферного, ускорение пули будет больше нуля, т. е. Она будет двигаться ускоренно.

В первый подпериод ускорение увеличивается, следовательно, скорость пули будет резко возрастать. Графически это изменение скорости можно представить в виде участка 1-2 кривой II. Во второй подпериод ускорение почти не изменяется, поэтому движение пули будет близким к равноускоренному
(участок 3-4 кривой II). В третий подпериод ускорение пули уменьшается, но остаётся положительным, следовательно, прирост скорости пули уменьшается
(участок 5-6 кривой II). Во второй и третий периоды происходит дальнейшее уменьшение ускорения, что соответствует уменьшению прироста скорости
(участок 7-8 кривой II).

Можно исследовать начальную скорость пули с помощью законов сохранения. Начальной скоростью пули называется та скорость, с которой она покидает канал ствола. Закон сохранения энергии для явления выстрела можно записать так:

[pic]. (2)

Здесь Е1 ( энергия, выделяющаяся при сгорании пороха, Е2 ( кинетическая энергия пули в момент вылета из канала ствола, Е3 ( кинетическая энергия стрелкового оружия, Е4 ( энергия, уносимая выброшенными пороховыми газами, идущая на нагревание ствола, и т. д.

Очевидно,

[pic] (3)

(q ( теплота сгорания пороха, m1 ( его масса);

[pic] (4)

(m2 ( масса пули, V ( её скорость в момент вылета из ствола);

[pic] (5)

(m3 ( масса оружия, u ( скорость отдачи при выстреле), причём, поскольку согласно закону сохранения импульса,

[pic],

выражение (5) можно записать в виде:

[pic].

(6)

Энергия Е4 зависит прежде всего от длины ствола l. При малой длине много энергии будет выбрасываться наружу, при слишком большой окажутся значительными потери энергии на нагревание ствола и преодоление сил сопротивления, действующих на пулю в его канале. Следовательно, важно выбрать некоторую оптимальную длину ствола, при которой энергия Е4 будет минимальной.

Учитывая (3)-(6) и приведённые выше рассуждения, выражение (2) можно переписать в виде:

[pic].

Откуда начальная кинетическая энергия пули:

[pic].

С помощью этой формулы легко доказать следующие утверждения: