Diskuze pro Mat Fyzáky

[Aefar]

U samopalu to funguje nějak takhle (mám na to sice vysokou, ale už si to moc nepamatuju):

Úderník udeří do zápaníku náboje, vznítí se prachová náplň, následnou prudkou chemickou reakcí dojde k rozpínání (kinetická energie) a uvolňuje se značné množství tepla (exotermní reakce). Rozpínající se plyny vyrazí kulku z nábojnice a vystřelí ji hlavní. Hlaveň má spirálovitý "výřez", který způsobí rotaci kulky. Čím delší hlaveň, tím více se kulka roztočí a tím delší je dostřel a přesnější výstřel.
V horní čási hlavně je dírka, která míří do komory s pístem s pružinou. Píste se stlačí, posune dozadu závěr (rovněž na pružině), který natáhne úderník, a zároven otevře "okýnko", kterým se vyhodí ven nábojnice. Protože v zásobníku je pružina, okamžitě po uvolnění nábojnice se dostane další náboj na místo, pružina zavře závěr, píst se vrací na místo, zbraň je připravena k vystřelení další rány.
V režimu dávka je cyklus nepřerušený, tedy úderník po každém výstřelu znovu udeří do nového náboje. V režimu jednoho výstřelu je potřeba opětovným zmáčknutím spouště spustit úderník.

U pistole je to podobné, jen takové zmenšené.

[Jája CZE]

To Zdech: Pokud se bavíš o okamžiku výstřelu, tak ano... Ale pokud chceš vypočítat sílu "kopance" zbraně, tak ne. Ale to zase nemůžeš počítat z energie kulky, protože ten plyn ji tlačí hlavní v celé její délce a zrychluje ji postupně. To není o cvrnkání.. Prvotní impuls dostaneš pouze to, jak rozpínající-se vzduch zatlačí do dna nábojnice. On se samozřejmě rozletí na všechny strany stejně, ale radiálně nemůže, protože ho drží hlaveň a může tím pádem jen axiálně. Kulka tlaku podvolí a vyrazí na trasu, zrychlována, roztáčena, třena, momentována a já nevím co ještě. Pistole "posbírá" taky spousty enegrie, ale kolik přesně v kterém směru bych se neodvážil jen tak "střelit".

[drake127]

Áha... potom za předpokladu, že se může pistole volně pohybovat a nedržím jí v ruce? (jde mi o působení síly a ne o opravdovou realizaci síly)

Potom pistole odletí (a začne rotovat - hehe, měli jste vidět, když se jednou rozbil přerušovač a pistole začala na stole střílet jako automat a točila se do všech směrů) a její energie vzroste (protože se jako těleso počítá jen hmotnost pistole, nikoliv pistole+střelec), ale stále bude nepřímo úměrná její hmotnosti.

Nechci vám do toho kecat, ale myslím, že závěr se otevře až po odpálení střely, takže v okamžiku zápalu není rozdíl mezi moderní pistolí a tou zepředu nabíjenou (tj kulka jde na jednu stranu, pistole na druhou).

No, on se začne otvírat hned jak začnou působit příslušné tlaky, ale samozřejmě je to celé navržené tak, aby se odemčel a začal pohybovat pokud možno až poté, co střela opustí hlaveň (i kvůli přesnosti), působící síly ale působí plynule, i když rychle a za bernou minci tak nelze brát okamžik zápalu (ostaně zápalu čeho? Zápalky, prachu (jak rychle prach prohoří), expanze plynů, …). Stejně tak působení na ruku nezačně okamžikem zápalu... pohyb závěru se tak na součtu působících energií musí projevit a i subjektivně se znatelně projevuje.

Vyveďte mě z omylu, ale zákon o zachování energie platí ne?

Jistě, ale neříká, že stejné jsou kinetické energie. Jak už jsem psal - kinetická energie závisí na hybnosti a ta je závislá na hmotnosti.

Je to jen další ze spousty věcí, které se při výstřelu dějí, ale možná bude lepší příklad brokovnice, tam je to jednoduché, co dopředu, to dozadu. Plyn + broky=kopanec. A vidíš.. závěr se neotevírá zpětným rázem, protože automatická brokovnice není... :oD (nebo o ní nevím).

Určitě jsou alespoň poloautomatické brokovnice, ale jasně. Tam, kde se nic konstrukčně nehýbe a nepřeměňuje, tak platí, že působící síla (nikoliv energie) na konce válce (hlavně) bude stejná.

[George]

No mě osobně jde jen o tu sílu jako takovou.. o sílu kopance mi právě nejde... psal sem, že mi nejde o rozložení síly v čase (chápu, že z mých úst je jakákoliv myšlenka nesrozumitelná ).

[drake127]

V horní čási hlavně je dírka, která míří do komory s pístem s pružinou. Píste se stlačí, posune dozadu závěr (rovněž na pružině), který natáhne úderník, a zároven otevře "okýnko", kterým se vyhodí ven nábojnice. Protože v zásobníku je pružina, okamžitě po uvolnění nábojnice se dostane další náboj na místo, pružina zavře závěr, píst se vrací na místo, zbraň je připravena k vystřelení další rány.
…
U pistole je to podobné, jen takové zmenšené.

U drtivé většiny pistolí tato dírka není. Tam se hraje na to, že setrvačnost rámu je větší než závěru a ten jde dozadu... a určitě tomu i pomáhají plyny, co jdou kolem komory.

[drake127]

On se samozřejmě rozletí na všechny strany stejně, ale radiálně nemůže, protože ho drží hlaveň a může tím pádem jen axiálně. Kulka tlaku podvolí a vyrazí na trasu, zrychlována, roztáčena, třena, momentována a já nevím co ještě. Pistole "posbírá" taky spousty enegrie, ale kolik přesně v kterém směru bych se neodvážil jen tak "střelit".

Já myslím, že to můžeš zjednodušit na válec, jehož jeden konec je dno střely, druhý dno nábojnice a stěny energii pohlcují rovnoměrně (takže se působení vyruší). Po celou dobu výstřelu působí v takto uzavřené soustavě stejná síla na dno střely i nábojnice (ze které se pak přenáší na zbraň), takže si myslím, že lze říct, že síla působící na zbraň ve směru protisměrnému střele je totožná se silou působící na střelu. Potom se to samozřejmě posere právě konstrukcí zbraně, dírami v hlavni, vůlemi a dalšími prvky, ale v principu to musí platit.

Ale popáté opakuji kinetická energie != potenciální energie != energie != síla. Podle mě je právě toto ten kámen úrazu, který není zřejmý.

[Jája CZE]

Noo, docela jsi nás popletl zadáním, jak jsi začal o závěru, či jeho mechanice a s tím co udělá ve výsledné energetické bilanci. pokud chceš tohle, tak jo.. kulka letí s jistou energií na jednu stranu, pistole se stejnou na druhou.

Jo, souhlas s válcem.. Já myslel, že ho zajímá, jak se to posere potom.. hehe..

[George]

…

Potom se to samozřejmě posere právě konstrukcí zbraně, dírami v hlavni, vůlemi a dalšími prvky, ale v principu to musí platit.

No ale kinetická síla se buď přemění na sílu polohovou, nebo se sice rozptýlí do stran, ale pokud zůstane v zbrani, tak stejně bude působit opačným směrem, než u kulky, ne?

EDIT:

Ale popáté opakuji kinetická energie != potenciální energie != energie != síla. Podle mě je právě toto ten kámen úrazu.

No.. energie může být třeba tepelná, ale tu by nebylo dobrý míchat s kinetickou, ne?

EDIT2:

Áha... potom za předpokladu, že se může pistole volně pohybovat a nedržím jí v ruce? (jde mi o působení síly a ne o opravdovou realizaci síly)

Potom pistole odletí (a začne rotovat - hehe, měli jste vidět, když se jednou rozbil přerušovač a pistole začala na stole střílet jako automat a točila se do všech směrů) a její energie vzroste (protože se jako těleso počítá jen hmotnost pistole, nikoliv pistole+střelec), ale stále bude nepřímo úměrná její hmotnosti.

Potom rotující pistole (za předpokladu, že se nebude točit a energie z toho točení se využije v dopředným pohybu), bude mít stejnou kinetickou energii jako kulka? (Nebo hybnost, nebo jak tomu říkat správně)

[drake127]

Působící síla se rozloží (síla je jen jiné vyjádření energie) na kinetickou energii, potenciální energii, tepelnou energii, chemickou … spousta se "ztratí" na různých protichůdných hejblatech... a to co zbyde bude působit proti směru střely... jenže protože ta síla nepůsobí v ose zbraně, tak zbraň začne i rotovat a výsledná kinetická energie nebude přesně opačným směrem (jak všichni ví, při výstřelu jde hlaveň nahoru, pažba dolů (nedrží-li ji ruka). Ale to se dostáváme, jak píše Jája, k příliš složité soustavě, která už silně závisí na skutečné konstrukci a přítomnosti někoho, kdo fyzice rozumí. :)

[George]

Vůbec mi nejde o využití té vázané energie v střelným prachu... jde mi jen o kinetickou energii jako takovou (+ polohovou, pokud jde o nějaké uložení síly pro další využití v podobě pružiny)….

[drake127]

Potom rotující pistole (za předpokladu, že se nebude točit a energie z toho točení se využije v dopředným pohybu), bude mít stejnou kinetickou energii jako kulka? (Nebo hybnost, nebo jak tomu říkat správně)

Ne, z prostého důvodu:

Ek=0.5mv^2

Takže:
Ek pistolové střely: 0.5×0.01×300^2 = 450 J
Ek zbraně: 0.5×1×1^2=0.5 J

Samozřejmě je to sakra nepřesně, ale takhle přibližně se to počítá, takže vidíš, že ty energie nemůžou být podobné ani kdyby zamrzlo peklo.

[George]

Potom rotující pistole (za předpokladu, že se nebude točit a energie z toho točení se využije v dopředným pohybu), bude mít stejnou kinetickou energii jako kulka? (Nebo hybnost, nebo jak tomu říkat správně)

Ne, z prostého důvodu:

Ek=0.5mv^2

Takže:
Ek pistolové střely: 0.5×0.01×300^2 = 450 J
Ek zbraně: 0.5×1×1^2=0.5 J

Samozřejmě je to sakra nepřesně, ale takhle přibližně se to počítá, takže vidíš, že ty energie nemůžou být podobné ani kdyby zamrzlo peklo.

A ta hybnost?

[drake127]

p=mv … to je to samé.

[George]

p=mv … to je to samé.

To by teoreticky mělo být tak, že … řekněme, že kulka má váhu 10gramů... letí rychlostí 1000km/h..
a pistole 1000gramů... letí rychlostí 10km/h.

Neznám hmotnosti, ani rychlosti.. ale takhle by to mělo obojí stejnou hybnost a řekl bych, že ty proměnný min. přibližně jsou, ne?

EDIT:
10*1000=10k
1000*10=10k (k jsou tisíce, ne jednotky)

[drake127]

Jo, sorry... tam není rychlost na druhou jako u energie.

Rychlost se udává v m/s, takže by to bylo nějak takhle:

p=0.01×300=3
p=1x1 = 1

Jo, to už by mohlo celkem sedět (ten m/s u pistole silně odhaduju, rychlost a váhu střely znám z reálu).

[Jája CZE]

Hele, zjednodušeně je to tak, že co dopředu, to dozadu. Přesně dle zákona akce a reakce. Zesložitěně bych se do toho raději nepouštěl.

Mám pocit ,že se točíte dokola. Kromě pohybové energie tu máme i klidovou a tam je ten váš rozdíl. Kdyby měli obě části rovnice (kulka x zbraň) stejnou hmotnost, mohli by jste ji vypusit, ale nemají. Takže správně to není jen o kinetické, ale také o potenciální energii na začátku a na konci. A teprve součet kinetic a potenc. energie obou těles vám dává onu kýženou rovnici rovnováhy.

Uff, neděle a já se pokouším myslet, děsné..

[drake127]

Tak tak... jeden kamarád mě tu ještě lámal na tepelnou, ale tou si nejsem tak jistej, protože na relevantních místech (plocha dna nábojnice a střely) se zahřejí stejně... že pak dalších x% celkové energie jde do zbraně jako teplo je pro poměr hybností irelevantní. Doufám.

[George]

Jo.. nešlo mi o výslednou hodnotu jako takovou, ale porovnání těch hodnot, proto sem to nepřeváděl.

...no koukám, že CZ 75 váží přesně 1000gramů... pak otázka, jak rychle, by letěla, kdyby se opravdu stalo, že by ležela, sama ze sebe vystřelila a (řekněme, že by byla zaseklá v rouře) netočila by se....z pistole jsem nestřílel, takže si to nedovedu představit... na druhou stranu rychlost 3km/h je rychlost dost pomalý chůze... tak nevím.. ale jak tak na ty čísla koukám... stačí jen malej odhad bokem v rychlosti tý pistole a už by se ty čísla shodovaly.

[drake127]

...no koukám, že CZ 75 váží přesně 1000gramů... pak otázka, jak rychle, by letěla, kdyby se opravdu stalo, že by ležela, sama ze sebe vystřelila a (řekněme, že by byla zaseklá v rouře) netočila by se....z pistole jsem nestřílel, takže si to nedovedu představit... na druhou stranu rychlost 3km/h je rychlost dost pomalý chůze... tak nevím.. ale jak tak na ty čísla koukám... stačí jen malej odhad bokem v rychlosti tý pistole a už by se ty čísla shodovaly.

Jj, u těch hybností to už skoro sedí... jestli můžu hádat z praxe, tak kdyby CZ 75 vystřelila "ze vzduchu", odlétla by tak metr, možná dva. A ta 40 % ztráta hybnosti podle mě klidně vydá právě na pohyb závěru a přebití zbraně.

[George]

K Jájovi: Ano, to jsem psal.. porovnání kinetické+polohové (uloženo v pružině) versus kinetická plynů a kulky..
K drakeovi (drakovi zní hrozně): V pistoli není žádnej mechanismus, kterej by dokázal převízt teplo na kinetickou energii, nebo se mýlím?

Důležité: Jak se zdá, hlavní problém je v tom, že neznám správný termíny, takže si kdykoliv, kdy použiju slovní spojení kinetická energie domyslete hybnost.. nebo tak něco