Быстрее Супермена. Как пули достигают потрясающих скоростей
Ответ зависит от типа пули и оружия, а также от того, что происходит после вылета пули из ствола.
Супермен известен своей способностью летать "быстрее пули". Несмотря на распространенность этого сравнения, точная скорость пули часто остается неизвестной, пишет Live Science.
У Фокус.Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и интересные новости из мира науки!
На скорость пули влияют многочисленные факторы, которые делятся на две области: внутреннюю и внешнюю баллистику. Внутренняя баллистика охватывает такие элементы, как тип используемого пропелента, масса пули, размеры и контур ствола огнестрельного оружия.
Внешняя баллистика учитывает силы окружающей среды, влияющие на траекторию полета пули, в частности ветер, гравитацию и сопротивление воздуха. Эти факторы вместе составляют третью категорию, известную как конечная баллистика, которая характеризует поведение пули после попадания в цель.
Важно отметить, что термин "пуля" относится именно к маленькому компоненту в более крупном патроне. Майкл Хааг, криминалист и основатель компании Forensic Science Consultants, объясняет, что боеприпасы состоят из капсюля, который зажигает пропелент при контакте с бойком оружия.
Это воспламенение создает давление, которое отвечает за движение снаряда вперед. Обычно пули состоят из тяжелых металлов, таких как свинец, заключенных в латунную или медную оболочку. Такая конструкция является основной, поскольку масса пули способствует сохранению ее импульса.
Чтобы проиллюстрировать эту концепцию, Хааг часто просит присяжных представить бросание мяча для пинг-понга и мяча для гольфа, отмечая, что оба мяча вылетают из руки с одинаковой начальной скоростью, но большая масса мяча для гольфа позволяет ему пролететь большее расстояние.
Воспламенение пороха инициирует быстрый процесс горения, образуя газы, которые толкают пулю вниз по стволу. Когда пуля движется к дульному срезу, она испытывает определенное трение по внутренним поверхностям ствола. Парадоксально, но более длинные стволы дают более быстрый выстрел.
Стефани Волкотт, криминалист из Университета Содружества Вирджинии, объясняет: "Ствол — это действительно основной ограничивающий фактор скорости. Более длинный ствол обеспечивает расширяющемуся газу большее расстояние для накопления скорости, что приводит к более быстрому вылету пули".
А потому винтовки достигают высоких скоростей, предназначенных для использования на больших расстояниях. Пули, выпущенные из винтовок, характеризующихся аэродинамическим профилем с увеличенной длиной и уменьшенной толщиной, часто превосходят по скорости пистолетные пули. Некоторые производители оружия используют винтовые нарезы внутри ствола, которые создают вращение, подобное идеальной спирали квотербека, что стабилизирует горизонтальную траекторию полета пули.
Благодаря этим особенностям пули винтовки, например, Remington 223, способны вылетать из дула со скоростью до 4390 км/ч, что эквивалентно преодолению расстояния в 11 футбольных полей за одну секунду. Для сравнения, пуля 9-мм пистолета Люгера преодолевает вдвое меньшее расстояние, развивая скорость до 2200 км/ч.
Огнестрельное оружие, такое как широко распространенный АК-47, не превышает скорость многих других винтовок, с начальной скоростью пули примерно на уровне 2580 км/ч. Однако, благодаря автоматическому механизму стрельбы, он может выпускать до 600 выстрелов в минуту.
После вылета из ствола пуля немедленно начинает тормозить, как того требует первый закон Ньютона, который гласит, что движущийся объект остается в движении, если на него не действует внешняя сила. Пуля борется с внешними силами, включая сопротивление воздуха, гравитацию и гироскопическое движение.
Со временем эти силы преобладают над внутренней устойчивостью пули, что приводит к ее падению. Баллистический коэффициент пули, определяемый такими факторами, как масса, площадь поперечного сечения, коэффициент лобового сопротивления (показатель эффективности формы пули в уменьшении сопротивления воздуха), плотность и длина, определяет ее способность противостоять сопротивлению воздуха и поддерживать прямолинейный полет. Более высокие баллистические коэффициенты означают лучшую эффективность при рассечении воздуха.
Стефани Уолкотт добавляет: "Однако, не пройдет много времени, как гравитация и сопротивление воздуха начнут действовать и замедлять пулю. Сначала он сохраняет относительно прямую траекторию, но со временем подвергается воздействию окружающей среды, изменяя свой путь".
Ранее Фокус писал, что такое "миражи" и почему они меняют реальность.