Реферат: Физические основы явления выстрела

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:

. (2)

Здесь Е₁ ¾ энергия, выделяющаяся при сгорании пороха, Е₂ ¾ кинетическая энергия пули в момент вылета из канала ствола, Е₃ ¾ кинетическая энергия стрелкового оружия, Е₄ ¾ энергия, уносимая выброшенными пороховыми газами, идущая на нагревание ствола, и т. д.

Очевидно,

(3)

(q ¾ теплота сгорания пороха, m₁ ¾ его масса);

(4)

(m₂ ¾ масса пули, V ¾ её скорость в момент вылета из ствола);

(5)

(m₃ ¾ масса оружия, u ¾ скорость отдачи при выстреле), причём, поскольку согласно закону сохранения импульса,

,

выражение (5) можно записать в виде:

. (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:

.

Откуда начальная кинетическая энергия пули:

.

С помощью этой формулы легко доказать следующие утверждения:

· начальная скорость пули зависит от длины ствола, массы пули, массы порохового заряда и от других факторов;

· чем длиннее ствол (до известных пределов), тем дольше действует на пулю пороховой газ и тем больше её начальная скорость;

· при постоянных длине ствола и массе порохового заряда начальная скорость пули тем больше, чем меньше её масса.

Можно сказать, что скорость пули зависит и от массы стрелкового оружия.