balistický pohyb. Studium balistického pohybu. Flexibilita balistických zbraní

Zdraví

Balistika a balistický pohyb

Připravil žák 9. třídy „m“ Petr Zaitsev.

Já úvod:

1) Cíle a cíle práce:

„Toto téma jsem si vybrala, protože mi ho doporučila třídní učitelka fyziky v mé třídě a mně samotné se toto téma také moc líbilo. V této práci se chci hodně naučit o balistice a balistickém pohybu těles.“

Můj hlavní materiál:

1) Základy balistiky a balistický pohyb.

a) historie vzniku balistiky:

V četných válkách v průběhu dějin lidstva válčící strany, prokazující svou převahu, nejprve použily kameny, oštěpy a šípy a poté dělové koule, kulky, granáty a bomby.

O úspěchu bitvy do značné míry rozhodovala přesnost zásahu cíle.

Přesný hod kamenem, zasažení nepřítele létajícím kopím nebo šípem přitom válečník zaznamenal vizuálně. To umožnilo, s patřičným výcvikem, zopakovat svůj úspěch v další bitvě.

Rychlost a dosah projektilů a kulek, které se s rozvojem techniky výrazně zvýšily, umožňovaly vzdálené bitvy. Dovednost válečníka, rozlišovací schopnost jeho oka však nestačila k tomu, aby jako první přesně zasáhla cíl dělostřeleckého souboje.

Touha po vítězství podnítila vznik balistiky (z řeckého slova ballo – házím).

b) základní pojmy:

Vznik balistiky se datuje do 16. století.

Balistika je nauka o pohybu projektilů, min, střel, neřízených raket při střelbě (odpalu). Hlavní úseky balistiky: vnitřní balistika a vnější balistika. Předmětem balistického experimentu je studium skutečných procesů probíhajících při spalování střelného prachu, pohybu granátů, raket (nebo jejich modelů) atd. Vnější balistika studuje pohyb projektilů, min, kulek, neřízených raket atd. po ukončení jejich silové interakce s hlavní (spouštěčem) zbraně a také faktory ovlivňující tento pohyb. Hlavní úseky vnější balistiky jsou: studium sil a momentů působících na střelu za letu; studium pohybu těžiště střely pro výpočet prvků trajektorie, stejně jako pohyb střely souvisí. Těžiště za účelem stanovení jeho stability a rozptylových charakteristik. Sekcemi vnější balistiky je také teorie korekcí, vývoj metod získávání dat pro sestavování palebných tabulek a vnější balistický návrh. Pohyb střel ve speciálních případech studují speciální sekce vnější balistiky, letecké balistiky, podvodní balistiky atd.

Vnitřní balistika studuje pohyb projektilů, min, kulek atd. ve vývrtu zbraně působením práškových plynů, jakož i další procesy, ke kterým dochází při výstřelu v kanálu nebo komoře práškové rakety. Hlavní sekce vnitřní balistiky jsou: pyrostatika, která studuje vzorce spalování střelného prachu a tvorby plynu v konstantním objemu; pyrodynamika, která zkoumá procesy ve vývrtu při výpalu a stanoví souvislost mezi nimi, konstrukčními charakteristikami vývrtu a podmínkami zatížení; balistický design zbraní, střel, ručních palných zbraní. Balistika (studuje procesy období následků) a vnitřní balistika práškových raket (zkoumá zákonitosti spalování paliva v komoře a výron plynů tryskami, stejně jako výskyt sil a působení na neřízené rakety).

Flexibilita balistické zbraně - vlastnost střelné zbraně, což vám umožní rozšířit jeho bojové schopnosti pro zvýšení efektivity akce změnou balistiky. vlastnosti. Dosaženo změnou balistiky. koeficientu (například zavedením brzdných kroužků) a počáteční rychlosti střely (pomocí proměnných nábojů). V kombinaci se změnou úhlu elevace to umožňuje získat velké úhly dopadu a menší rozptyl střel na střední vzdálenosti.

Balistická střela je střela, která až na relativně malou plochu sleduje trajektorii volně vrženého těla. Na rozdíl od řízená střela balistická střela nemá nosné plochy k vytvoření vztlaku při letu v atmosféře. Aerodynamickou stabilitu letu některých balistických střel zajišťují stabilizátory. Mezi balistické střely patří střely pro různé účely, nosné rakety pro kosmické lodě atd. Jsou jedno- a vícestupňové, řízené i neřízené. První bojové balistické střely FAU 2- použilo nacistické Německo na konci světové války. Balistické střely s letovým dosahem přes 5500 km (podle zahraniční klasifikace - přes 6500 km) se nazývají mezikontinentální balistické střely. (MBR). Moderní ICBM mají letový dosah až 11 500 km (například americký Minuteman je 11 500 km, Titan-2 asi 11 000 km, Trider-1 asi 7 400 km). Vypouštějí se z pozemních (minových) odpalovacích zařízení nebo ponorek. (z hladiny nebo pod vodou). ICBM se provádějí jako vícestupňové, s pohonnými systémy na kapalné nebo tuhé pohonné hmoty, mohou být vybaveny monoblokovými nebo vícenásobně nabitými jadernými hlavicemi.

Balistická dráha, spec. vybaveno na umění. polygonová plocha pro experiment, studium pohybového umění. granáty, mini atd. Na balistické dráze jsou instalována vhodná balistická zařízení a balistické vybavení. terče, s jejichž pomocí se na základě experimentální střelby zjišťuje funkce (zákon) odporu vzduchu, aerodynamické charakteristiky, translační a oscilační parametry. pohyb, počáteční podmínky odletu a charakteristiky rozptylu střely.

Podmínky balistické střelby, soubor balistických. vlastnosti, které poskytují největší vliv při letu střely (kulky). Normální nebo tabulkové podmínky balistické střelby jsou podmínky, za kterých se hmotnost a počáteční rychlost střely (kulky) rovná vypočtené (tabulce), teplota náloží je 15 °C a tvar střely (kulky) ) odpovídá zavedenému výkresu.

Balistické charakteristiky, základní údaje, které určují zákonitosti vývoje procesu střelby a pohybu střely (miny, granáty, střely) ve vývrtu (vnitrobalistická) nebo po dráze (vnější balistická). Hlavní intrabalistické charakteristiky: ráže zbraně, objem nabíjecí komory, hustota nabití, délka dráhy střely ve vývrtu, relativní hmotnost náboje (její poměr k hmotnosti střela), síla střelného prachu, max. tlak, vynucovací tlak, charakteristika progresivity spalování pohonné látky atd. Mezi hlavní vnější balistické charakteristiky patří: počáteční rychlost, balistický koeficient, úhly vrhu a odletu, střední odchylky atd.

Balistický počítač, elektronické zařízení pro střelbu (zpravidla přímou palbou) z tanků, bojových vozidel pěchoty, malorážových protiletadlových děl apod. Balistický počítač zohledňuje informace o souřadnicích a rychlosti cíle a jeho objektu, větru. , teplota a tlak vzduchu, počáteční rychlost a úhly odpálení střely atd.

Balistický sestup, nekontrolovaný pohyb sestupové kosmické lodi (kapsle) od okamžiku opuštění oběžné dráhy až do dosažení planety určené vzhledem k povrchu.

Balistická podobnost, vlastnost děl, která spočívá v podobnosti závislostí charakterizujících proces hoření prachové náplně při výstřelu ve vývrtech různých dělostřeleckých systémů. Podmínky balistická podobnost jsou studovány teorií podobnosti, která je založena na rovnicích vnitřní balistiky. Na základě této teorie jsou sestaveny balistické tabulky, které se používají v balistice. design.

Balistický koeficient (C), jedna z hlavních vnějších balistických charakteristik střely (rakety), odrážející vliv jejího tvarového koeficientu (i), ráže (d) a hmotnosti (q) na schopnost překonat odpor vzduchu za letu . Je určeno vzorcem C \u003d (id / q) 1000, kde d je v ma q je v kg. Čím méně balistický koeficientu, tím snadněji střela překonává odpor vzduchu.

balistická kamera, speciální zařízení pro fotografování jevu výstřelu a procesů, které jej doprovázejí uvnitř vývrtu a na dráze za účelem stanovení kvalitativních a kvantitativních balistických charakteristik zbraně. Umožňuje provádět okamžité jednorázové fotografování do.-l. fáze studovaného procesu nebo sekvenční vysokorychlostní fotografie (více než 10 tisíc snímků/s) různých fází. Podle způsobu získání expozice B.F. jsou jiskrové, s plynovými lampami, s elektrooptickými závěrkami a radiografickými pulzními.

c) rychlost při balistickém pohybu.

Pro výpočet rychlosti v střely v libovolném bodě trajektorie a také pro určení úhlu , který tvoří vektor rychlosti s horizontálou,

stačí znát průměty rychlosti na osy X a Y (obr. 1).

(obr.č.1)

Pokud jsou známy v a v, lze k nalezení rychlosti použít Pythagorovu větu:

Poměr nohy v naproti rohu k noze v patřící k

do tohoto rohu určuje tg a podle toho úhel:

Při rovnoměrném pohybu podél osy X zůstává průmět rychlosti pohybu v nezměněný a rovný průmětu počáteční rychlosti v:

Závislost v(t) je určena vzorcem:

do kterého by se mělo nahradit:

Grafy projekcí rychlosti v závislosti na čase jsou uvedeny na obr. 2.

(Obrázek č. 2).

V libovolném bodě trajektorie zůstává průmět rychlosti na ose X konstantní. Jak střela stoupá, projekce rychlosti na ose Y lineárně klesá. Při t \u003d 0 se rovná \u003d sin a. Najděte časový interval, po kterém se průmět této rychlosti rovná nule:

0 = vsing- gt, t =

Získaný výsledek se shoduje s časem, kdy střela vystoupá do své maximální výšky. Na vrcholu trajektorie je vertikální složka rychlosti rovna nule.

Proto se tělo již nezvedá. Pro t > projekci rychlosti

v se stává záporným. To znamená, že tato složka rychlosti směřuje opačně k ose Y, tedy těleso začne padat dolů (obr. č. 3).

(obrázek č. 3)

Protože na vrcholu trajektorie v = 0 je rychlost střely:

d) dráhu tělesa v gravitačním poli.

Uvažujme hlavní parametry trajektorie střely letící počáteční rychlostí v z děla namířeného pod úhlem α k horizontu (obr. 4).

(obrázek č. 4)

Pohyb střely nastává ve vertikální rovině XY obsahující v.

Počátek volíme v místě odletu střely.

V euklidovském fyzickém prostoru pohyb těla po souřadnici

osy x a y lze uvažovat nezávisle.

Gravitační zrychlení g směřuje svisle dolů, takže pohyb podél osy X bude rovnoměrný.

To znamená, že průmět rychlosti v zůstává konstantní, rovna jeho hodnotě v počátečním čase v.

Zákon rovnoměrný pohyb střela podél osy X má tvar: x= x+ vt. (5)

Podél osy Y je pohyb rovnoměrný, protože vektor gravitačního zrychlení g je konstantní.

Zákon rovnoměrně proměnného pohybu střely podél osy Y lze znázornit takto: y = y+vt + . (6)

Křivočarý balistický pohyb tělesa lze považovat za výsledek sečtení dvou přímočarých pohybů: rovnoměrný pohyb

podél osy X a stejně proměnlivý pohyb podél osy Y.

Ve vybraném souřadnicovém systému:

v=vcosα. v=vsinα.

Gravitační zrychlení směřuje opačně k ose Y, tzn

Dosazením x, y, v, v, av (5) a (6) získáme balistický zákon

pohyb v souřadnicovém tvaru ve formě soustavy dvou rovnic:

(7)

Rovnici trajektorie střely nebo závislost y(x) lze získat pomocí

vyjma času z rovnic soustavy. K tomu z první rovnice systému zjistíme:

Dosazením do druhé rovnice dostaneme:

Snížíme-li v v prvním členu a vezmeme-li v úvahu, že = tg α, dostaneme

rovnice dráhy střely: y = x tg α – .(8)

e) Trajektorie balistického pohybu.

Sestrojme balistickou trajektorii (8).

plán kvadratická funkce je známo, že jde o parabolu. V posuzovaném případě parabola prochází počátkem,

protože z (8) vyplývá, že y \u003d 0 pro x \u003d 0. Větve paraboly směřují dolů, protože koeficient (-) v x je menší než nula. (obr. č. 5).

(obrázek č. 5)

Definujme hlavní parametry balistického pohybu: čas výstupu do maximální výška, maximální nadmořská výška, čas a dosah. Vzhledem k nezávislosti pohybů podél souřadnicových os je vertikální vzestup střely určen pouze průmětem počáteční rychlosti na osu Y.

Maximální výšku zdvihu lze vypočítat pomocí vzorce

pokud je nahrazeno místo:

Obrázek 5 porovnává vertikální a křivočarý pohyb se stejnou počáteční rychlostí podél osy Y. V každém okamžiku se těleso vržené svisle nahoru a těleso vržené pod úhlem k horizontu se stejnou projekcí vertikální rychlosti pohybují synchronně podél osy Y .

Vzhledem k tomu, že parabola je symetrická vzhledem k vrcholu, je doba letu projektilu 2krát delší než doba, za kterou se vznese do maximální výšky:

Dosazením doby letu do zákona pohybu podél osy X získáme maximální dosah letu:

Od 2 sin cos, tedy \u003d sin 2

e) aplikace balistického pohybu v praxi.

Představte si, že z jednoho bodu bylo vypáleno několik granátů pod různými úhly. Například první střela pod úhlem 30°, druhá pod úhlem 40°, třetí pod úhlem 60° a čtvrtá pod úhlem 75° (obr. 6).

Obrázek č. 6 v zeleném ukazuje graf střely vystřelené při 30°, bílé při 45°, fialové při 60° a červené při 75°. A nyní se podívejme na grafy letu granátů a porovnejme je (počáteční rychlost je stejná a rovná se 20 km/h)

Porovnáním těchto grafů lze odvodit určitý vzorec: se zvýšením úhlu odletu střely při stejné počáteční rychlosti klesá dosah letu a zvyšuje se výška.

2) Nyní zvažte další případ spojený s jinou počáteční rychlostí, se stejným úhlem odletu. Na obrázku 7 zelená barva znázorňuje graf projektilu vystřeleného při počáteční rychlosti 18 km/h, bílé při rychlosti 20 km/h, fialové při rychlosti 22 km/h a červené při rychlosti 25 km/h. A nyní se podívejme na grafy letu granátů a porovnejme je (úhel letu je stejný a rovný 30°). Porovnáním těchto grafů lze odvodit určitý vzorec: se zvýšením počáteční rychlosti střely se při stejném úhlu odletu zvětšuje dostřel a výška střely.

Závěr: s rostoucím úhlem odletu střely se při stejné počáteční rychlosti dolet zmenšuje a výška se zvyšuje a se zvyšující se počáteční rychlostí odletu střely při stejném úhlu odletu, dostřel a výška střely se zvětší.

2) Aplikace teoretických výpočtů na řízení balistických střel.

a) trajektorii balistické střely.

Nejvýraznějším znakem, který odlišuje balistické střely od střel jiných tříd, je povaha jejich trajektorie. Trajektorie balistické střely se skládá ze dvou částí – aktivní a pasivní. Na aktivním místě se raketa pohybuje se zrychlením působením tahové síly motorů.

V tomto případě raketa uchovává kinetickou energii. Na konci aktivní části trajektorie, kdy raketa nabude rychlost mající danou hodnotu

a směru, pohonný systém se vypne. Poté se hlava rakety oddělí od jejího těla a díky nashromážděné kinetické energii letí dále. Druhý úsek trajektorie (po vypnutí motoru) se nazývá úsek volného letu rakety, neboli pasivní úsek trajektorie. Níže, pro stručnost, budeme obvykle mluvit o trajektorii volného letu rakety, což znamená trajektorii ne celé rakety, ale pouze její hlavy.

Balistické střely jsou odpalovány z odpalovacích zařízení svisle nahoru. Vertikální spuštění vám umožní postavit nejjednodušší odpalovací zařízení a poskytuje příznivé podmínky pro ovládání rakety ihned po startu. Vertikální start navíc umožňuje snížit požadavky na tuhost těla rakety a následně snížit hmotnost její konstrukce.

Střela je řízena tak, že několik sekund po odpálení se při dalším stoupání začne postupně naklánět směrem k cíli a popisuje oblouk v prostoru. Úhel mezi podélnou osou rakety a horizontem (úhel sklonu) se v tomto případě změní o 90° na vypočítanou konečnou hodnotu. Požadovaný zákon změny (programu) úhlu sklonu se nastavuje softwarovým mechanismem, který je součástí palubního vybavení rakety. Na posledním segmentu aktivního úseku trajektorie je úhel sklonu udržován, konstantní a raketa letí rovně, a když rychlost dosáhne vypočítané hodnoty, pohonný systém se vypne. Kromě hodnoty rychlosti je na koncovém segmentu aktivního úseku trajektorie s vysokou přesností nastaven i zadaný směr letu rakety (směr jejího vektoru rychlosti). Rychlost pohybu na konci aktivní části trajektorie dosahuje značných hodnot, ale raketa tuto rychlost nabírá postupně. Zatímco je raketa v hustých vrstvách atmosféry, její rychlost je nízká, což snižuje energetické ztráty na překonání odporu prostředí.

Okamžik vypnutí pohonného systému rozdělí trajektorii balistické střely na aktivní a pasivní úsek. Proto se bod trajektorie, ve kterém jsou motory vypnuty, nazývá hraniční bod. V tomto okamžiku řízení střely obvykle končí a celou další dráhu k cíli udělá volným pohybem. Dosah letu balistických střel podél zemského povrchu, odpovídající aktivní části trajektorie, se rovná ne více než 4-10 % celkového doletu. Hlavní částí trajektorie balistických střel je úsek volného letu.

Pro výrazné zvýšení doletu je nutné použít vícestupňové střely.

Vícestupňové rakety se skládají ze samostatných bloků-stupňů, z nichž každý má své vlastní motory. Raketa startuje s funkčním pohonným systémem prvního stupně. Po spotřebování paliva prvního stupně se spustí motor druhého stupně a první stupeň se resetuje. Po odhození prvního stupně musí tahová síla motoru udělit zrychlení menší hmotě, což vede k výraznému zvýšení rychlosti v na konci aktivní části trajektorie ve srovnání s jednostupňovou raketou se stejnou počáteční hmotnost.

Výpočty ukazují, že již se dvěma stupni je možné získat počáteční rychlost dostatečnou pro let hlavy rakety na mezikontinentální vzdálenosti.

Myšlenku použití vícestupňových raket k dosažení vysokých počátečních rychlostí a následně dlouhých letových dosahů předložil K.E. Ciolkovskij. Tato myšlenka se využívá při vytváření mezikontinentálních balistických raket a nosných raket pro odpalování vesmírných objektů.

b) dráhu řízených střel.

Trajektorie rakety je přímka, kterou její těžiště popisuje v prostoru. Řízený projektil je bezpilotní vzdušný prostředek, který má ovládací prvky, kterými lze ovlivnit pohyb prostředku po celé dráze nebo v některém z letových úseků. Aby bylo možné zasáhnout cíl, a přitom zůstat v bezpečné vzdálenosti od něj, bylo nutné řídit trajektorii projektilu. Existují dvě hlavní třídy cílů: pohyblivé a stacionární. Raketový projektil lze zase odpálit ze stacionárního odpalovacího zařízení nebo z mobilního (například z letadla). U stacionárních cílů a odpalovacích zařízení se data potřebná k zasažení cíle získávají ze známé relativní polohy místa startu a cíle. V tomto případě lze předem vypočítat dráhu střely a střela je vybavena zařízeními, která zajišťují její pohyb podle určitého vypočítaného programu.

V jiných případech se relativní poloha místa startu a cíle neustále mění. Pro zasažení cíle je v těchto případech nutné mít zařízení, která cíl sledují a průběžně určují vzájemnou polohu střely a cíle. Informace získané z těchto zařízení slouží k řízení pohybu střely. Řízení musí zajistit pohyb střely k cíli po nejvýhodnější trajektorii.

Abychom mohli plně charakterizovat let rakety, nestačí znát pouze takové prvky jejího pohybu, jako je dráha, dolet, výška, rychlost letu a další veličiny, které charakterizují pohyb těžiště rakety. Raketa může zaujímat různé pozice v prostoru vzhledem ke svému těžišti.

Raketa je tělo významné velikosti, skládající se z mnoha komponentů a dílů vyrobených z nich do určité míry přesnost. V procesu pohybu dochází k různým poruchám spojeným s neklidným stavem atmosféry, nepřesnostmi v provozu elektrárny, různými druhy rušení atd. Kombinace těchto chyb, s nimiž se nepočítá, vede k skutečnost, že skutečný pohyb je velmi odlišný od ideálního. Pro efektivní řízení rakety je proto nutné eliminovat nežádoucí vliv náhodných rušivých vlivů, nebo, jak se říká, zajistit stabilitu pohybu rakety.

c) souřadnice, které určují polohu rakety v prostoru.

Studium různých a složitých pohybů prováděných raketou může být značně zjednodušeno, pokud je pohyb rakety reprezentován jako součet translačního pohybu jejího těžiště a rotačního pohybu kolem těžiště. Výše uvedené příklady jasně ukazují, že pro zajištění stability pohybu rakety je nesmírně důležité mít její stabilitu vzhledem k těžišti, tedy úhlovou stabilizaci rakety. Rotaci rakety vzhledem k těžišti lze znázornit jako součet rotačních pohybů kolem tří kolmých os, které mají určitou orientaci v prostoru. Na obr. č. 7 je znázorněna ideální opeřená raketa letící po vypočítané dráze. Počátek souřadnicových systémů, vůči kterým budeme raketu stabilizovat, bude umístěn v těžišti rakety. Nasměrujme osu X tečně k trajektorii ve směru pohybu rakety. Osa Y bude nakreslena v rovině trajektorie kolmé k ose X a osa

Úhel rotace kolem osy Z se nazývá úhel sklonu.

Vypočítaná dráha balistických střel leží v rovině XOY, nazývané odpalovací rovina, a je určena dvěma souřadnicemi X a Y.

Závěr:

"V této práci jsem se naučil hodně o balistice, balistickém pohybu těl, o letu raket, hledání jejich souřadnic v prostoru."

Bibliografie

Kasjanov V.A. - Fyzika ročník 10; Petrov V.P. - Řízení raket; Žakov A.M. -

Řízení balistických střel a vesmírných objektů; Umansky S.P. - Kosmonautika dnes a zítra; Ogarkov N.V. - Vojenský encyklopedický slovník.

Pro přípravu tohoto článku byly použity materiály z internetu z veřejné domény.

Vědecká práce ve fyzice
Na téma:
Balistický pohyb těles

Dokončili žáci 10. ročníku

Voznesensky Dmitrij

Gavrilov Arťom

Teoretická část

Historie vzniku balistického pohybu

- V četných válkách v celé historii lidstva válčící strany, prokazující svou převahu, nejprve použily kameny, oštěpy a šípy a poté dělové koule, kulky, granáty a bomby.

- O úspěchu bitvy do značné míry rozhodovala přesnost zásahu cíle.

- Současně byl válečníkem vizuálně zaznamenán přesný hod kamenem, zasažení nepřítele létajícím kopím nebo šípem. To umožnilo, s patřičným výcvikem, zopakovat svůj úspěch v další bitvě.

- S rozvojem technologie výrazně vzrostla, rychlost a dosah projektilů a kulek umožnily vzdálené bitvy. Dovednost válečníka, rozlišovací schopnost jeho oka však nestačila k tomu, aby jako první přesně zasáhla cíl dělostřeleckého souboje.

- Touha po vítězství podnítila vznik balistiky (z řeckého slova ballo - házím).

Balistika jako věda

Základní pojmy balistiky

- Vnější balistika

- Vnitřní balistika

- Flexibilita balistických zbraní

- Balistická střela

- balistická dráha

- Podmínky balistické střelby

- Balistický výkon

- balistický počítač

- balistický sestup

- balistická podobnost

- Balistický koeficient

- balistická kamera

Zákon gravitace

- Balistický pohyb - pohyb vlivem gravitace, při kterém se těleso pohybuje s přihlédnutím k silám odporu se zrychlením. Isaac Newton studoval zákony pohybu.

Isaac Newton

Objev zákona I. Newtonem

Ve svých pozdních dnech Isaac Newton vyprávěl, jak se to stalo: procházel se v jabloňovém sadu na pozemku svých rodičů a náhle spatřil na denní obloze měsíc. A přímo před jeho očima se jablko ulomilo z větve a spadlo na zem. Protože Newton ve stejnou dobu pracoval na zákonech pohybu ( cm. Newtonovy zákony mechaniky), už věděl, že jablko spadlo pod vlivem gravitačního pole Země. Věděl také, že Měsíc nejen visí na obloze, ale otáčí se po oběžné dráze kolem Země, a proto na něj působí nějaká síla, která mu brání vymanit se z oběžné dráhy a odletět po přímce. , do vesmír. Pak ho napadlo, že je to možná stejná síla, kvůli které jablko spadne na zem a měsíc zůstane na oběžné dráze kolem Země.

Ze zákona

Nyní se nazývají výsledky newtonovských výpočtů Zákon gravitace Newton. Podle tohoto zákona mezi jakoukoli dvojicí těles ve vesmíru existuje síla vzájemné přitažlivosti. Jako všechny fyzikální zákony má podobu matematické rovnice. Pokud M a m jsou hmotnosti dvou těles a D- vzdálenost mezi nimi, pak síla F vzájemná gravitační přitažlivost mezi nimi je rovna:

- F =GMm/D2

- kde G- gravitační konstanta určená experimentálně. V jednotkách SI je jeho hodnota přibližně 6,67 × 10–11.

Henry Cavendish

Zkušenosti G. Cavendishe

Zřízení Newton Zákon gravitace se objevil hlavní událost v historii fyzika. Jeho hodnotu určuje především univerzálnost gravitační interakce. Jedna z ústředních částí astronomie, nebeská mechanika, je založena na zákonu univerzální gravitace. Cítíme sílu přitažlivosti k Zemi, ale vzájemná přitažlivost malých těles je nepostřehnutelná. Bylo požadováno experimentálně dokázat platnost zákona univerzální gravitace i pro obyčejná tělesa. Přesně to udělal G. Cavendish a současně určil průměrnou hustotu Země.

Zkušenost:

Praktická část

Aplikace balistiky v praxi

S rostoucím úhlem odletu střely se při stejné počáteční rychlosti snižuje dosah letu a zvyšuje se výška.

Další případ:

- se zvýšením počáteční rychlosti střely se při stejném úhlu odletu zvětší dostřel a výška střely

Závěr:

- S rostoucím úhlem odletu střely se při stejné počáteční rychlosti zmenšuje dolet a zvyšuje se výška a se zvyšováním počáteční rychlosti střely se při stejném úhlu odletu dostřel a zvýšení výšky střely

dráha balistické střely

Trajektorie řízené střely

Souřadnice, které určují polohu rakety v prostoru

Stav beztíže

- Stav beztíže- námi pozorovaný stav, kdy síla interakce těla s oporou ( tělesná hmotnost) vyplývající z gravitační chybí přitažlivost, působení jiných hmotných sil, zejména setrvačné síly vznikající při zrychleném pohybu tělesa

Přetížení

- Přetížení - zvýšení tělesné hmotnosti způsobené zrychleným pohybem podpěry nebo závěsu

- Podmořské balistické střely(SLBM) - balistické střely umístěno na ponorky .

RBPL SSSR\Rusko

RBPL USA

RS-18, mezikontinentální balistická střela

- Raketa RS-18 je jednou z nejpokročilejších mezikontinentálních balistických střel v Rusku. Jeho tvorba začala v roce 1967 v projekční kanceláři MPO Mashinostroeniya, která se nachází v Reutově v Moskevské oblasti.

- Přijato 17. prosince 1980. Pod touto raketou byl vytvořen odpalovač sil se zvýšenou bezpečností a také nová sada prostředků k překonání protiraketové obrany. V lednu 1981 nastoupily do bojové služby první pluky s UR-100N UTTKh. Celkem bylo do bojové služby uvedeno 360 odpalovacích zařízení sil RS-18.

Připravil žák 9. třídy „m“ Petr Zaitsev.

Já úvod:

1) Cíle a cíle práce:

Můj hlavní materiál:

1) Základy balistiky a balistický pohyb.

a) historie vzniku balistiky:

V četných válkách v průběhu dějin lidstva válčící strany, prokazující svou převahu, nejprve použily kameny, oštěpy a šípy a poté dělové koule, kulky, granáty a bomby.

O úspěchu bitvy do značné míry rozhodovala přesnost zásahu cíle.

Touha po vítězství podnítila vznik balistiky (z řeckého slova ballo – házím).

b) základní pojmy:

Vznik balistiky se datuje do 16. století.

Balistická flexibilita zbraně je vlastnost střelné zbraně, která umožňuje rozšířit její bojové schopnosti a zvýšit účinnost akce změnou balistiky. vlastnosti. Dosaženo změnou balistiky. koeficientu (například zavedením brzdných kroužků) a počáteční rychlosti střely (pomocí proměnných nábojů). V kombinaci se změnou úhlu elevace to umožňuje získat velké úhly dopadu a menší rozptyl střel na střední vzdálenosti.

Balistická střela je střela, která až na relativně malou plochu sleduje trajektorii volně vrženého těla. Na rozdíl od řízené střely nemá balistická střela nosné plochy pro vytvoření vztlaku při letu v atmosféře. Aerodynamickou stabilitu letu některých balistických střel zajišťují stabilizátory. Mezi balistické střely patří střely pro různé účely, nosné rakety pro kosmické lodě atd. Jsou jedno- a vícestupňové, řízené i neřízené. První bojové balistické střely FAU 2- použilo nacistické Německo na konci světové války. Balistické střely s doletem přes 5500 km (podle zahraniční klasifikace - přes 6500 km) se nazývají mezikontinentální balistické střely. (MBR). Moderní ICBM mají letový dosah až 11 500 km (například americký Minuteman je 11 500 km, Titan-2 asi 11 000 km, Trider-1 asi 7 400 km). Vypouštějí se z pozemních (minových) odpalovacích zařízení nebo ponorek. (z hladiny nebo pod vodou). ICBM se provádějí jako vícestupňové, s pohonnými systémy na kapalné nebo tuhé pohonné hmoty, mohou být vybaveny monoblokovými nebo vícenásobně nabitými jadernými hlavicemi.

Podmínky balistické střelby, soubor balistických. vlastnosti, které mají největší vliv na let střely (kulky). Normální nebo tabulkové podmínky balistické střelby jsou podmínky, za kterých se hmotnost a počáteční rychlost střely (kulky) rovná vypočtené (tabulce), teplota náloží je 15 °C a tvar střely (kulky) ) odpovídá zavedenému výkresu.

Balistický sestup, nekontrolovaný pohyb sestupové kosmické lodi (kapsle) od okamžiku opuštění oběžné dráhy až do dosažení planety určené vzhledem k povrchu.

Balistická podobnost, vlastnost děl, která spočívá v podobnosti závislostí charakterizujících proces hoření prachové náplně při výstřelu ve vývrtech různých dělostřeleckých systémů. Podmínky balistické podobnosti studuje teorie podobnosti, která vychází z rovnic vnitřní balistiky. Na základě této teorie jsou sestaveny balistické tabulky, které se používají v balistice. design.

Balistická kamera, speciální zařízení pro fotografování jevu výstřelu a jeho doprovodných procesů uvnitř vývrtu a na dráze za účelem zjištění kvalitativních a kvantitativních balistických charakteristik zbraně. Umožňuje provádět okamžité jednorázové fotografování do.-l. fáze studovaného procesu nebo sekvenční vysokorychlostní fotografie (více než 10 tisíc snímků/s) různých fází. Podle způsobu získání expozice B.F. jsou jiskrové, s plynovými lampami, s elektrooptickými závěrkami a radiografickými pulzními.

Ráže- průměr vývrtu hlavně střelné zbraně, stejně jako průměr střely (kulky), to je jedna z hlavních veličin, které určují sílu střelné zbraně.

Ráže je určena zbraně s hladkým vývrtem vnitřním průměrem hlavně, u puškového - vzdáleností protilehlých polí pušky, u nábojů (kuliček) - největším průřezem. zbraně s kuželová hlaveň vyznačující se vstupními a výstupními kalibry.

Je zvykem měřit ráži lovecké pušky nikoli v milimetrech, ale podle počtu kulovitých střel, které lze pro danou zbraň odlít z jedné anglické libry olova, což se rovná 456 gramům. Proto čím menší je digitální označení ráže zbraně, tím větší je její ráže v milimetrovém systému.

Na základě definice, jaká je ráže lovecká hladká pistole, tzn. že jmenovitá ráže je počet kulatých (kuličkových) střel odlitých z jedné libry (v angličtině váhových jednotek) čistého olova, přesně odpovídající otvoru trubice závěru, pak se normální hmotnost brokové střely podle ráže určí z vzorec: C \u003d 454 / K (g), kde C je hmotnost střely v gramech, 454 (přesněji 453,6 g) je hmotnostní ekvivalent jedné anglické libry čistého olova v gramech a K je ráže zbraně v nominální hodnotě (10, 12, 16, 20 atd.).

Z výše uvedeného vzorce bude normální hmotnost střely podél průměru vývrtu pro ráži 24: C \u003d 454/24 \u003d 18,9 (g), nebo zaokrouhleno 19 g. Odchylky hmotnosti střely, stanovené podle vzorce o +1,0 g. Vzhledem k tomu, že jsou však zbraně vyrobeny výrazně lehčí, než vyžaduje váha střely běžné ráže, je nutné hmotnost střely kontrolovat hmotností zbraně jako celku. Z praxe bylo zjištěno, že při průměrných počátečních rychlostech střely od 350 do 375 m/s bude zpětný ráz tolerovatelný, pokud je hmotnost střely v rozmezí: pro 12 gauge - od 1/100 do 1/94 celkové hmotnosti zbraně, pro 16 gauge - 1/100, pro 20 gauge - 1/112, pro 24 gauge - 1/122, pro 28 gauge - 1/136 a pro 32 gauge - 1/148 z celkové hmotnosti zbraně . Tedy u 2,5 kg děla o váze 2,5 kg bude hmotnost střely 20,5 g. Z toho je vidět, že hmotnost této zbraně odpovídá její ráži. Při výrobě domácích zbraní se nejčastěji ukazuje, že hmotnost zbraně výrazně převyšuje to, co by mělo být podle její ráže, a hmotnost střely, určená hmotností zbraně, bude výrazně větší než ta, která byla určena ráží kulaté střely. V tomto případě by měla být použita normální hmotnost střely získaná z ráže zbraně, nikoli z její hmotnosti. Pokud je hmotnost střely, určená hmotností zbraně, menší než hmotnost určená ráží, pak by se v tomto případě mělo zastavit u střely zjištěné z hmotnosti zbraně. Jinými slovy, ve všech případech vezměte hmotnost střely, která bude menší.

Závěrem je třeba poznamenat, že po provedení uvedeného výpočtu a ověření pro danou zbraň se zastaví na výsledné hmotnosti střely po celou dobu její existence u daného lovce. Všechny požadované změny v činnosti zbraně jsou dosaženy pouze změnou hmotnosti střelného prachu a způsobu nabíjení nábojů.

Ráže ručních palných zbraní

Ráže ručních palných zbraní se v USA, Velké Británii a řadě dalších zemí udávají ve zlomcích palce (0,308 Winchester; v USA - v setinách (0,45 palce), ve Spojeném království - v tisícinách (0,450 palce) Při psaní se nula a čárka nahrazují tečkou a místo "palce" se použije "cal" nebo se úplně vynechá (.45 cal.; .450 cal.) hovorová řeč vyslovit: „pětačtyřicátá ráže“, „ráží čtyři sta padesát“.

V jiných zemích se měří v milimetrech - 9 × 18 (první číslo je kalibr, druhé je délka rukávu v milimetrech). Zde je třeba mít na paměti, že délka pouzdra není charakteristikou ráže, ale charakteristikou náboje. Se stejnou ráží mohou být náboje různé délky. Je třeba si také uvědomit, že takovýto „digitální“ záznam se používá hlavně pro armádní náboje na Západě. Pro civilní patroni ke ráži se obvykle přidává název firmy nebo modelu zbraně, například pětačtyřicátý Colt, třicátý osmý Magnum. Existují i složitější označení, například devět milimetrů je Browning krátký, což je také třistaosmdesáté auto. Výše uvedený popis je způsoben tím, že téměř každá zbrojní společnost má své vlastní patentované náboje. různé vlastnosti. V Rusku (dříve v SSSR) je nomenklatura kazet sjednocená, proto je široce používána: 9 mm, 7,62 mm, 5,45 mm, 5,6 mm.

V Rusku až do roku 1917 a v řadě dalších zemí se ráže měřila v řádcích. Jedna čára = 0,1 palce = 2,54 mm. V moderní slovní zásobě se vžil název „třířadý“, což doslova znamená „puška systému Mosin s ráží tří řádků“.

V některých zemích je ráží vzdálenost mezi loupežnými poli (nejmenší průměr vývrtu), v jiných je vzdálenost mezi loupežnými spodky (největší průměr). V důsledku toho se při stejném označení ráží liší průměry střely a vývrtů. Příklady jsou 9x18 Makarov a 9x19 Parabellum.

Makarov má 9 mm - vzdálenost mezi poli, průměr střely je 9,25 mm.

V Parabellum je vzdálenost mezi spodky 9 mm, průměr střely je 9 mm a vzdálenost mezi poli je 8,8 mm.

Dohodnutý buckshot

Výpočet průměru dohodnutého buckshotu se vypočítá podle následujícího vzorce:

Průměr broku = n * průměr vývrtu u ústí hlavně.

n je konstanta v závislosti na počtu buckshotů ve vrstvě.

Pokud buckshot 3 - n = 0,46;

Se 7 buckshoty ve vrstvě má vzorec podobu:

Průměr broku = průměr vývrtu u ústí hlavně / 3.

N = (21*P) / R3, kde:

N - počet pelet

P je hmotnost střely v gramech

R - poloměr střely v mm

Univerzální vzorec pro výpočet průměru otvoru:

3–(76500/K), kde:

K - ráže vyjádřená v kulatých střelách.

Vzorce, které mohou být potřebné při výběru zbraně

1. Indikátor zůstatku.

Pod pojmem vyvážení zbraně se obvykle rozumí umístění jejího těžiště vzhledem k řezu závěru hlavně, když je zbraň smontována a hlavně jsou uzavřeny. Dobře vyvážená zbraň má těžiště umístěné 40-45 mm od závěru, velkoplošné - 65, 75 mm.

Samotný vzorec: Pb \u003d Vr / Sun, kde:

Vp - celková hmotnost zbraně.

Slunce je hmotnost kmenů bez předloktí.

Ukazatel zůstatku by měl být v limitu:

od 2 do 2,3 - pro dvouhlavňové lovecké pušky s hladkým vývrtem

od 1,8 do 1,96 - pro tříhlavňové kombinované lovecké pušky

od 1,75 do 1,8 - pro dvouhlavňové lovecké kování, pušky a karabiny

2. Koeficient výsadby

Hbitost zbraně se nazývá její obratnost nebo snadná manipulace. Záleží na správném rozložení hmoty zbraně podél hlavních uzlů (hlaveň s předpažbím a pouzdro závěru s pažbou) a v samotných uzlech na rozložení hmoty blíže k těžišti celé zbraně, nikoli na jeho konce.

Kp = Vk.p. / (Slunce+Ne), kde:

Vk.p. - hmotnost přijímače s pažbou

Slunce - váha kmenů

Vts - hmotnost předloktí.

Zbraně vynikající kvality mají Kp rovné 1, zbraně s lehkými hlavněmi mají více než 1 a zbraně s těžkými hlavněmi mají Kp menší než 1.

Při nákupu zbraně je třeba mít na paměti, že její hmotnost by měla být určitou částí hmotnosti střelce:

do 1/21 od 50-55 kg;

do 1/22 od 60-65 kg;

do 1/23 od 70-75 kg;

do 1/24 od 80-85 kg;

do 1/25 od 90-95 kg;

do 1/26 od 100 kg a výše

Jak se hmotnost zbraně zvyšuje, střelec se obvykle unaví.

Vzorce, které mohou být vyžadovány při zaměřování zbraně

1. Poměr projektilu.

A) z hmotnosti zbraně Hmotnost střely \u003d hmotnost zbraně / koeficient střely

Koeficient střely pro 12 gauge je v rozmezí od 94 do 100

Například pro zbraň o hmotnosti 3,4 kg bude minimální hmotnost střely 34 gramů (3400/100), maximální - 36,2 (3400/94) gramů.

B) hmotnost střely podle ráže. Jak víte, kalibr zbraně s hladkým vývrtem je počet kulatých střel, které lze vyrobit z 1 libry olova. Hmotnost střely se tedy bude rovnat výsledku dělení hmotnosti libry ráží. Přitom - 1 anglická libra = 453,592 g, 1 libra Trinity = 373,241 g, 1 francouzská libra = 489,5 g, jedna ruská libra - 409,512 g. V zásadě byl standardem anglická libra, ale dávám všechny druhy, od r. čísla jsou zajímavá při počítání. Současně je aritmetický průměr hmotnosti střely pro všechny typy liber pro 12 gauge 35,95 g.

2. Poměr nabíjení.

Hmotnost bezdýmné prachové náplně je určena vzorcem

P \u003d D * B, kde:

P je nálož střelného prachu v

D - střela v g

B - Složka balistického koeficientu pro zimu - 0,056; na léto - 0,054

Hmotnost náboje = hmotnost střely / faktor náboje

Průměrný nabíjecí faktor pro 12 gauge je 16 pro bezdýmný prach; pro kouřové - 5.5.

Silný základní nátěr může zvýšit tlak P až o 100 kgf / cm2 (až 9810 x 104 Pa) nebo více.

Zvýšení náplně bezdýmného prachu o 0,05 g vede ke zvýšení tlaku P na 15-17 kgf / cm2 (až 147,2x104 - 166,8x104 Pa)

Se zvýšením hmotnosti střely o 1 g to vede ke zvýšení tlaku P na 5,5-15 kgf / cm2.

Kouřový prášek hoří při teplotě 2200-2300 stupňů Celsia, bez kouře - 2400 stupňů.

Při spalování 1 kg kouřového prášku vzniká 300 litrů plynných produktů, 1 kg bezdýmného prášku - 900 litrů.

Zahřívání plynu na každých 273 stupňů Celsia zvyšuje jeho objem a elasticitu o 100 %.

S nárůstem délky hlavně na každých 100 mm je nárůst počáteční rychlosti střely v průměru 7-8 m/s, stejného zvýšení rychlosti je dosaženo přidáním 0,05 g bezdýmného prachu.

Práškové plyny působí na střelu po opuštění hlavně ve vzdálenosti 25 ráží od ústí hlavně a způsobují zvýšení úsťové rychlosti v průměru o 2,5 %.

S nárůstem hmotnosti střely o 1 g klesá počáteční rychlost o 3,3 m/s.

Pro střelbu z puškových zbraní: Boj z pušky se kontroluje na 3, 4, 5 nebo 10 ran. Po předem stanoveném počtu výstřelů se určí střední bod dopadu a jeho odchylka od záměrného bodu vertikálně a horizontálně. Potom určete průměr kruhu obsahujícího všechny díry po kulkách nebo o jeden méně, pokud byl zřetelně oddělen na stranu. Odchylky středního bodu střel vertikálně a horizontálně od záměrného bodu ukážou, jak moc je potřeba posunout mušku nebo hledí do výšky nebo do stran.

Kromě velikosti odchylek středového bodu dopadu od záměrného bodu potřebujete znát také délku zaměřovací čáry dané zbraně a palebnou vzdálenost.

Hodnota x pohybu mušky nebo hledí je určena vzorcem:

X \u003d (Pl * Ov [nebo Og]) / D, kde:

D - vzdálenost střelby, mm

Pl - délka zaměřovací čáry, mm

Ov (nebo Og) - odchylky středu dopadu od záměrného bodu, vertikálně Ov a horizontálně Og

Předpokládejme, že délka zaměřovací čáry Pl je 500 mm, palebná vzdálenost 50 000 mm (50 m) a odchylka středu zásahů ve výšce nad záměrným bodem je 120 mm. Pak hodnota korekce mušky:

X \u003d 500 * 120 / 50 000 \u003d 1,2 mm.

Více o balistice

Při střelbě v bezvzduchovém prostoru odpovídá maximální horizontální dostřel střely úhlu odhozu 45 stupňů. Úhel vrhu odpovídající maximálnímu dostřelu střely se v balistice běžně nazývá úhel maximálního dostřelu.

Ve skutečnosti není úhel největšího dosahu nikdy 45° a v závislosti na hmotnosti a tvaru střely se pohybuje od 28 do 43 stupňů. U moderních pušek je maximální úhel dosahu 35 stupňů, u brokovnic - 30-32 stupňů.

Maximální letový dosah výstřelu se přibližně rovná počtu stovek metrů, což je počet celých milimetrů průměru jednotlivého výstřelu, lemovaného maximální počáteční rychlostí 375-400 m/s.

Při zvýšení teploty se pistole „zvedá“, při poklesu „snižuje“. normální teplota považováno za 15 stupňů C.

S klesajícím barometrickým tlakem střela letí dále a dopadá výše a naopak, jak se barometrický tlak zvyšuje.

Se zvýšením (nebo snížením) teploty o každých 10 stupňů. Počáteční rychlost vystřeleného projektilu se zvýší (nebo sníží) o 7 m/s.

Pomyslná čára popsaná v prostoru těžištěm pohybujícího se projektilu se nazývá trajektorie(obr. 34). Vzniká působením následujících sil: setrvačnost, gravitace, odpor vzduchu a síla vznikající řídnutím vzduchu za střelou.

Když na střelu působí více sil současně, každá ji informuje o určitém pohybu a polohu střely po určité době určuje pravidlo sčítání pohybů, které mají jiný směr. Abychom pochopili, jak se tvoří dráha střely v prostoru, je nutné uvažovat každou ze sil působících na střelu samostatně.

V balistice je zvykem uvažovat dráhu nad (nebo pod) horizontem zbraně. Za horizontem paží je pomyslná nekonečná vodorovná rovina rozprostírající se ve všech směrech a procházející výchozím bodem. Místo odjezdu nazývaný střed ústí hlavně. Stopa z procházející vodorovné roviny je znázorněna jako vodorovná čára.

Pokud předpokládáme, že na střelu po jejím opuštění vývrtu nepůsobí žádné síly, pak střela pohybující se setrvačností poletí prostorem nekonečně přímočarě ve směru osy vývrtu a rovnoměrně. Pokud na něj po opuštění vývrtu působí pouze jedna gravitační síla, pak v tomto případě začne padat přísně svisle dolů ke středu Země, přičemž se bude řídit zákony volného pádu těles.

Balistika a balistický pohyb

Připravil žák 9. třídy „m“ Petr Zaitsev.

Já úvod:

1) Cíle a cíle práce:

Můj hlavní materiál:

1) Základy balistiky a balistický pohyb.

a) historie vzniku balistiky:

V četných válkách v průběhu dějin lidstva válčící strany, prokazující svou převahu, nejprve použily kameny, oštěpy a šípy a poté dělové koule, kulky, granáty a bomby.

O úspěchu bitvy do značné míry rozhodovala přesnost zásahu cíle.

Touha po vítězství podnítila vznik balistiky (z řeckého slova ballo – házím).

b) základní pojmy:

Vznik balistiky se datuje do 16. století.

Balistická střela je střela, která až na relativně malou plochu sleduje trajektorii volně vrženého těla. Na rozdíl od řízené střely nemá balistická střela nosné plochy pro vytvoření vztlaku při letu v atmosféře. Aerodynamickou stabilitu letu některých balistických střel zajišťují stabilizátory. Mezi balistické střely patří střely pro různé účely, nosné rakety pro kosmické lodě atd. Jsou jedno- a vícestupňové, řízené i neřízené. První bojové balistické střely FAU 2- použilo nacistické Německo na konci světové války. Balistické střely s letovým dosahem přes 5500 km (podle zahraniční klasifikace - přes 6500 km) se nazývají mezikontinentální balistické střely. (MBR). Moderní ICBM mají letový dosah až 11 500 km (například americký Minuteman je 11 500 km, Titan-2 asi 11 000 km, Trider-1 asi 7 400 km). Vypouštějí se z pozemních (minových) odpalovacích zařízení nebo ponorek. (z hladiny nebo pod vodou). ICBM se provádějí jako vícestupňové, s pohonnými systémy na kapalné nebo tuhé pohonné hmoty, mohou být vybaveny monoblokovými nebo vícenásobně nabitými jadernými hlavicemi.

Balistický sestup, nekontrolovaný pohyb sestupové kosmické lodi (kapsle) od okamžiku opuštění oběžné dráhy až do dosažení planety určené vzhledem k povrchu.

Balistická podobnost, vlastnost děl, která spočívá v podobnosti závislostí charakterizujících proces hoření prachové náplně při výstřelu ve vývrtech různých dělostřeleckých systémů. Podmínky balistické podobnosti studuje teorie podobnosti, která vychází z rovnic vnitřní balistiky. Na základě této teorie jsou sestaveny balistické tabulky, které se používají v balistice. design.

Balistická kamera, speciální zařízení pro fotografování jevu výstřelu a jeho doprovodných procesů uvnitř vývrtu a na dráze za účelem zjištění kvalitativních a kvantitativních balistických charakteristik zbraně. Umožňuje provádět okamžité jednorázové fotografování do.-l. fáze studovaného procesu nebo následné vysokorychlostní fotografování (více než 10 tisíc snímků) různých fází. Podle způsobu získání expozice B.F. jsou jiskrové, s plynovými lampami, s elektrooptickými závěrkami a radiografickými pulzními.

c) rychlost při balistickém pohybu.

Pro výpočet rychlosti v střely v libovolném bodě trajektorie a také pro určení úhlu , který tvoří vektor rychlosti s horizontálou,

stačí znát průměty rychlosti na osy X a Y (obr. 1).

Pokud jsou známy v a v, lze k nalezení rychlosti použít Pythagorovu větu:

Poměr nohy v naproti rohu k noze v patřící k

do tohoto rohu určuje tg a podle toho úhel:

Při rovnoměrném pohybu podél osy X zůstává průmět rychlosti pohybu v nezměněný a rovný průmětu počáteční rychlosti v:

Závislost v(t) je určena vzorcem:

do kterého by se mělo nahradit:

Grafy projekcí rychlosti v závislosti na čase jsou uvedeny na obr. 2.

0 = vsing- gt, t =

Získaný výsledek se shoduje s časem, kdy střela vystoupá do své maximální výšky. Na vrcholu trajektorie je vertikální složka rychlosti rovna nule.

Proto se tělo již nezvedá. Pro t > projekci rychlosti

v se stává záporným. To znamená, že tato složka rychlosti směřuje opačně k ose Y, tedy těleso začne padat dolů (obr. č. 3).

Protože na vrcholu trajektorie v = 0 je rychlost střely:

d) dráhu tělesa v gravitačním poli.

Uvažujme hlavní parametry trajektorie střely letící počáteční rychlostí v z děla namířeného pod úhlem α k horizontu (obr. 4).

Pohyb střely nastává ve vertikální rovině XY obsahující v.

Počátek volíme v místě odletu střely.

V euklidovském fyzickém prostoru pohyb těla po souřadnici

osy x a y lze uvažovat nezávisle.

Gravitační zrychlení g směřuje svisle dolů, takže pohyb podél osy X bude rovnoměrný.

To znamená, že průmět rychlosti v zůstává konstantní, rovna jeho hodnotě v počátečním čase v.

Zákon rovnoměrného pohybu střely podél osy X je: x= x+ vt. (5)

Podél osy Y je pohyb rovnoměrný, protože vektor gravitačního zrychlení g je konstantní.

Zákon rovnoměrně proměnného pohybu střely podél osy Y lze znázornit takto: y = y+vt + . (6)

Křivočarý balistický pohyb tělesa lze považovat za výsledek sečtení dvou přímočarých pohybů: rovnoměrný pohyb

podél osy X a stejně proměnlivý pohyb podél osy Y.

Ve vybraném souřadnicovém systému:

v=vcosα. v=vsinα.

Gravitační zrychlení směřuje opačně k ose Y, tzn

Dosazením x, y, v, v, av (5) a (6) získáme balistický zákon

pohyb v souřadnicovém tvaru ve formě soustavy dvou rovnic:

Rovnici trajektorie střely nebo závislost y(x) lze získat pomocí

vyjma času z rovnic soustavy. K tomu z první rovnice systému zjistíme:

Dosazením do druhé rovnice dostaneme:

Snížíme-li v v prvním členu a vezmeme-li v úvahu, že = tg α, dostaneme

rovnice dráhy střely: y = x tg α - .(8)

e) Trajektorie balistického pohybu.

Sestrojme balistickou trajektorii (8).

Graf kvadratické funkce, jak víte, je parabola. V posuzovaném případě parabola prochází počátkem,

protože z (8) vyplývá, že y \u003d 0 pro x \u003d 0. Větve paraboly směřují dolů, protože koeficient (-) v x je menší než nula. (obr. č. 5).

Stanovme si hlavní parametry balistického pohybu: čas výstupu do maximální výšky, maximální výšku, čas a rozsah letu. Vzhledem k nezávislosti pohybů podél souřadnicových os je vertikální vzestup střely určen pouze průmětem počáteční rychlosti na osu Y.

Maximální výšku zdvihu lze vypočítat pomocí vzorce

pokud je nahrazeno místo:

Vzhledem k tomu, že parabola je symetrická vzhledem k vrcholu, je doba letu projektilu 2krát delší než doba, za kterou se vznese do maximální výšky:

Dosazením doby letu do zákona o pohybu podél osy X získáme maximální dosah let:

Od 2 sin cos, tedy \u003d sin 2

e) aplikace balistického pohybu v praxi.

Na obrázku 6 zelená barva znázorňuje graf střely vypálené pod úhlem 30°, bílé pod úhlem 45°, fialové pod úhlem 60° a červené pod úhlem 75°. A nyní se podívejme na grafy letu granátů a porovnejme je (počáteční rychlost je stejná a rovná se 20 km/h)

Porovnáním těchto grafů lze odvodit určitý vzorec: se zvýšením úhlu odletu střely při stejné počáteční rychlosti klesá dosah letu a zvyšuje se výška.

2) Aplikace teoretických výpočtů na řízení balistických střel.

a) trajektorii balistické střely.

V tomto případě raketa uchovává kinetickou energii. Na konci aktivní části trajektorie, kdy raketa nabude rychlost mající danou hodnotu

Balistické střely jsou odpalovány z odpalovacích zařízení svisle nahoru. Vertikální start umožňuje postavit nejjednodušší odpalovací zařízení a poskytuje příznivé podmínky pro ovládání rakety ihned po startu. Vertikální start navíc umožňuje snížit požadavky na tuhost těla rakety a následně snížit hmotnost její konstrukce.

Pro výrazné zvýšení doletu je nutné použít vícestupňové střely.

Výpočty ukazují, že již se dvěma stupni je možné získat počáteční rychlost dostatečnou pro let hlavy rakety na mezikontinentální vzdálenosti.

b) dráhu řízených střel.

Trajektorie rakety je přímka, kterou její těžiště popisuje v prostoru. Řízený projektil je bezpilotní vzdušný prostředek, který má ovládací prvky, kterými lze ovlivnit pohyb prostředku po celé dráze nebo v některém z letových úseků. Aby bylo možné zasáhnout cíl, a přitom zůstat v bezpečné vzdálenosti od něj, bylo nutné řídit trajektorii projektilu. Existují dvě hlavní třídy cílů: pohyblivé a stacionární. Raketový projektil lze zase odpálit ze stacionárního odpalovacího zařízení nebo z mobilního (například z letadla). V pevné cíle a odpalovacích zařízeních, data nezbytná k zasažení cíle se získávají ze známé relativní polohy místa startu a cíle. V tomto případě lze předem vypočítat dráhu střely a střela je vybavena zařízeními, která zajišťují její pohyb podle určitého vypočítaného programu.

Raketa je tělo významné velikosti, skládající se z mnoha součástí a částí, vyrobené s určitým stupněm přesnosti. V procesu pohybu dochází k různým poruchám spojeným s neklidným stavem atmosféry, nepřesnostmi v provozu elektrárny, různými druhy rušení atd. Kombinace těchto chyb, s nimiž se nepočítá, vede k skutečnost, že skutečný pohyb je velmi odlišný od ideálního. Pro efektivní řízení rakety je proto nutné eliminovat nežádoucí vliv náhodných rušivých vlivů, nebo, jak se říká, zajistit stabilitu pohybu rakety.

c) souřadnice, které určují polohu rakety v prostoru.

Z - kolmo k prvním dvěma osám, jak je znázorněno na obr.č.8.

Přidružte k raketě pravoúhlý souřadnicový systém XYZ, podobný prvnímu, a osa X se musí shodovat s osou symetrie rakety. V dokonale stabilizované raketě se osy X, Y, Z shodují s osami X, Y, Z, jak je znázorněno na obr. 8

Při působení poruch se může raketa otáčet kolem každé z orientovaných os X, Y, Z. Rotace rakety kolem osy X se nazývá rolování rakety. Úhel náklonu leží v rovině YOZ. Lze jej určit měřením v této rovině úhlu mezi osami Z a Z nebo Y a Y. Rotace kolem osy

Y je vychýlení rakety. Úhel vybočení je v rovině XOZ jako úhel mezi osami X a X nebo Z a Z. Úhel rotace kolem osy Z se nazývá úhel sklonu. Je určen úhlem mezi osami X a X nebo Y a Y, které leží v rovině dráhy.

Automatické zařízení pro stabilizaci rakety by mu mělo dát takovou polohu, když = 0 nebo . K tomu musí mít raketa citlivá zařízení schopná měnit její úhlovou polohu.

Dráhu rakety ve vesmíru určují aktuální souřadnice

X, Y, Z jeho těžiště. Za startovací bod se bere výchozí bod rakety. U střel dlouhého doletu je osa X brána jako přímka tečna k oblouku velkého kruhu spojujícího odpal s cílem. V tomto případě osa Y směřuje nahoru a osa Z je kolmá k prvním dvěma osám. Tento souřadnicový systém se nazývá zemský (obr. 9).

Vypočítaná dráha balistických střel leží v rovině XOY, nazývané odpalovací rovina, a je určena dvěma souřadnicemi X a Y.

Závěr:

"V této práci jsem se naučil hodně o balistice, balistickém pohybu těl, o letu raket, hledání jejich souřadnic v prostoru."

Bibliografie

Kasjanov V.A. - Fyzika ročník 10; Petrov V.P. - Řízení raket; Žakov A.M. -

Řízení balistických střel a vesmírných objektů; Umansky S.P. - Kosmonautika dnes a zítra; Ogarkov N.V. - Vojenský encyklopedický slovník.

balistický pohyb. Studium balistického pohybu. Flexibilita balistických zbraní

Vědecká práce ve fyzice Na téma: Balistický pohyb těles

Dokončili žáci 10. ročníku

Voznesensky Dmitrij

Gavrilov Arťom

Teoretická část

Historie vzniku balistického pohybu

- V četných válkách v celé historii lidstva válčící strany, prokazující svou převahu, nejprve použily kameny, oštěpy a šípy a poté dělové koule, kulky, granáty a bomby.

- O úspěchu bitvy do značné míry rozhodovala přesnost zásahu cíle.

- Současně byl válečníkem vizuálně zaznamenán přesný hod kamenem, zasažení nepřítele létajícím kopím nebo šípem. To umožnilo, s patřičným výcvikem, zopakovat svůj úspěch v další bitvě.

- S rozvojem technologie výrazně vzrostla, rychlost a dosah projektilů a kulek umožnily vzdálené bitvy. Dovednost válečníka, rozlišovací schopnost jeho oka však nestačila k tomu, aby jako první přesně zasáhla cíl dělostřeleckého souboje.

- Touha po vítězství podnítila vznik balistiky (z řeckého slova ballo - házím).

Balistika jako věda

Základní pojmy balistiky

- Vnější balistika

- Vnitřní balistika

- Flexibilita balistických zbraní

- Balistická střela

- balistická dráha

- Podmínky balistické střelby

- Balistický výkon

- balistický počítač

- balistický sestup

- balistická podobnost

- Balistický koeficient

- balistická kamera

Zákon gravitace

- Balistický pohyb - pohyb vlivem gravitace, při kterém se těleso pohybuje s přihlédnutím k silám odporu se zrychlením. Isaac Newton studoval zákony pohybu.

Isaac Newton

Objev zákona I. Newtonem

Ze zákona

- F =GMm/D2

- kde G- gravitační konstanta určená experimentálně. V jednotkách SI je jeho hodnota přibližně 6,67 × 10–11.

Henry Cavendish

Zkušenosti G. Cavendishe

Zkušenost:

Praktická část

Aplikace balistiky v praxi

S rostoucím úhlem odletu střely se při stejné počáteční rychlosti snižuje dosah letu a zvyšuje se výška.

Další případ:

- se zvýšením počáteční rychlosti střely se při stejném úhlu odletu zvětší dostřel a výška střely

Závěr:

- S rostoucím úhlem odletu střely se při stejné počáteční rychlosti zmenšuje dolet a zvyšuje se výška a se zvyšováním počáteční rychlosti střely se při stejném úhlu odletu dostřel a zvýšení výšky střely

dráha balistické střely

Trajektorie řízené střely

Souřadnice, které určují polohu rakety v prostoru

Stav beztíže

- Stav beztíže- námi pozorovaný stav, kdy síla interakce těla s oporou ( tělesná hmotnost) vyplývající z gravitační chybí přitažlivost, působení jiných hmotných sil, zejména setrvačné síly vznikající při zrychleném pohybu tělesa

Přetížení

- Přetížení - zvýšení tělesné hmotnosti způsobené zrychleným pohybem podpěry nebo závěsu

- Podmořské balistické střely(SLBM) - balistické střely umístěno na ponorky .

RBPL SSSR\Rusko

RBPL USA

RS-18, mezikontinentální balistická střela

- Raketa RS-18 je jednou z nejpokročilejších mezikontinentálních balistických střel v Rusku. Jeho tvorba začala v roce 1967 v projekční kanceláři MPO Mashinostroeniya, která se nachází v Reutově v Moskevské oblasti.

Vědecká práce ve fyzice
Na téma:
Balistický pohyb těles