I proprietari di armi da fuoco sono spesso interessati alla velocità di rinculo, ma non sono gli unici. Ci sono molte altre situazioni in cui è una quantità utile da sapere. Ad esempio, un giocatore di pallacanestro che fa un tiro in sospensione può volere conoscere la sua velocità all'indietro dopo aver rilasciato la palla per evitare di schiantarsi contro un altro giocatore, e il capitano di una fregata potrebbe voler sapere l'effetto che il rilascio di una scialuppa ha sul moto in avanti della nave. Nello spazio, dove le forze di attrito sono assenti, la velocità di rinculo è una quantità critica. Applichi la legge di conservazione della quantità di moto per trovare la velocità di rinculo. Questa legge è derivata dalle leggi del moto di Newton.
TL; DR (Troppo lungo, non letto)
La legge di conservazione della quantità di moto, derivata dalle leggi del moto di Newton, fornisce un equazione semplice per il calcolo della velocità di rinculo. Si basa sulla massa e sulla velocità del corpo espulso e sulla massa del corpo rinculo.
Legge di conservazione del momento
La terza legge di Newton afferma che ogni forza applicata ha una reazione uguale e contraria . Un esempio comunemente citato quando si spiega questa legge è quello di un'auto in corsa che colpisce un muro di mattoni. L'auto esercita una forza sul muro e il muro esercita una forza reciproca sull'auto che lo schiaccia. Matematicamente, la forza incidente (F I) è uguale alla forza reciproca (F R) e agisce nella direzione opposta: F I = - F R. Newton's La seconda legge definisce la forza come accelerazione del tempo di massa. L'accelerazione è la variazione di velocità (Δv ÷ Δt), quindi la forza può essere espressa F = m (Δv ÷ Δt). Ciò consente alla Terza Legge di essere riscritta come m I (Δv I ÷ Δt I) = -m R (Δv R ÷ Δt R ). In qualsiasi interazione, il tempo durante il quale viene applicata la forza incidente è uguale al tempo durante il quale viene applicata la forza reciproca, quindi t I = t R e il tempo può essere fattorizzato fuori dall'equazione. Questo lascia: m IΔv I = -m RΔv R Questa è conosciuta come la legge della conservazione della quantità di moto. Calcolo della velocità del rinculo In una tipica situazione di rinculo, il rilascio di un corpo di massa più piccola (corpo 1) ha un impatto su un corpo più grande (corpo 2). Se entrambi i corpi partono dal riposo, la legge di conservazione della quantità di moto afferma che m 1v 1 = -m 2v 2. La velocità di rinculo è tipicamente la velocità del corpo 2 dopo il rilascio del corpo 1. Questa velocità è v 2 = - (m 1 ÷ m 2) v 1. Esempio Prima di risolvere questo problema, è necessario esprimere tutte le quantità in unità coerenti. Un chicco è pari a 64,8 mg, quindi il proiettile ha una massa (m B) di 9.720 mg, o 9,72 grammi. Il fucile, d'altra parte, ha una massa (m R) di 3.632 grammi, poiché ci sono 454 grammi in una libbra. Ora è facile calcolare la velocità di rinculo del fucile (v R) in piedi /secondo: v R = - (m B ÷ m R) v B = - (9.72 g ÷ 3.632g) • 2.820 piedi /s = -7.55 piedi /sec. Il segno meno indica il fatto che la velocità di rinculo è nella direzione opposta alla velocità del bullet. I pesi sono espressi nelle stesse unità, quindi non c'è bisogno di conversione. Puoi semplicemente scrivere la velocità della fregata come v F = (2 ÷ 2000) • 15 mph = 0,015 mph. Questa velocità è piccola, ma non è trascurabile. È oltre 1 piede al minuto, il che è significativo se la fregata si trova vicino a un molo.
