拋體運動

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拋體是指任何物體受到外力的推進而拋射出去。雖然被投扔的可視為一種拋體,不過在武器中,拋體更常被提到。在下面可接續看到拋體運動的軌跡方程式。

動力[编辑]

除了用手投扔之外,弓箭、飛鏢、長矛等類似的武器都是利用機械裝置的應力來發射,這些機械裝置包含投石器、彈弓、弩槍等。

另外也有用壓縮氣體來當作物體的動力,吹箭和氣動步槍就是一例。然而大多數的槍枝都是利用化學反應來產生大量氣體推進,Light gas guns就是屬於此類型。在軍事方面,有些拋射物的飛行是利用噴射引擎或是火箭引擎

非運動性拋體[编辑]

在綜多拋體中,以砲彈為例,物體內帶有火藥或者是其他(ex 毒氣…等)可被設計造成特別損害的物體。

動能性拋體[编辑]

不含爆炸性炸藥的拋體稱為運動拋體、拋體武器、拋體彈頭、拋體穿透。而古典的拋體武器、彈頭通常都是鈍的,像是石頭、類似圓形的武器,像弓箭或者是彈頭。其中拋射體中不含有炸藥的,如發射軌道彈、螺旋子彈、重量螺旋彈以及動能穿甲彈。這些武器利用他們高初速的特性,且利用旋轉來將他們的動能轉換成更具破壞性的衝擊波和熱量。一些武器瞄準的對象為在太空中飛行的反衛星武器和反導彈武器。因為他們有很高的初速度,所以他們可以單純的利用釋放動能來達到摧毀目標的目的,所以爆炸物是不需要的。比較起TNT炸藥所造成的能量,4.6百萬焦耳/千克,如果能源動能攔截器的關閉速度是10km/s,則能量為50百萬焦耳/千克

這可以省去昂貴的重量,也可以去除時間的準確性。這種方法很好,但是重點是要接觸到目標,所以需要一個更精確的軌跡。關於反導彈武器,箭式導彈和MIM-104愛國者飛彈有爆炸性,但是動能攔截器(KEI)和輕型外大氣層飛彈(RIM-161標準導彈三型),以及THAAD則無爆炸性。另外還有超高速終端彈道,大氣層外攔截器(EKV)。

動能飛彈也能由飛行器所擊落,例如經由具體的擊中目標,由更精準解附帶傷害較少的方式,可以應用於取代炸藥的常規飛彈。一個典型的炸彈有質量為900公斤,衝擊速度800公里/小時(220米/秒)。也可以用來試著用爆炸的方式讓炸彈下落。該方法已用於伊拉克自由行動以及隨後的軍事行動在伊拉克融合鋼管混凝土培訓炸彈,聯合直接攻擊彈藥全球定位系統制導部件,攻擊車輛和其他相對“軟目標”過於靠近平民結構,使用常規高爆彈等。一顆動力炸彈也可能包含由地球軌道所落下的拋體。在科幻小說中常出現的光速武器可以稱為RKV。

線型拋射體[编辑]

  • 將一些拋射體用纜線連在一起將裝置完成後,並開始發射:
  1. 制導方面: 利用傳統的導彈系統,線性導向飛彈 (控制的範圍可達4000公尺) 。
  2. 利用震撼槍來提供電擊,其範圍可達10.6公尺,而使兩個拋體在發射中是連續的,且是在兩拋射體之間的纜線。
  3. 必須要知道拋體在發射時到其目標之間的關係,例如在捕鯨時或是抓勾時都必須知道此關係。

常見拋體的速度[编辑]

拋物線 速度 (m/s),(km/h) (ft/s) (mph) 動能密度 =速度平方除二
物體跑了1公尺中所經的拋物線 4.43 m/s, 15.948 km/h 14.5 ft/s 9.9 mph 9.8 J/kg
物體跑了10公尺中所經的拋物線 14 m/s, 50.4 km/h 46 ft/s 31 mph 98 J/kg
由棒子所擊出之物的拋物線 40 m/s, 144 km/h 130 ft/s 90 mph 800 J/kg
物體跑了100公尺所經的拋物線 45 m/s, 162 km/h 150 ft/s 100 mph 980 J/kg
從標槍投擲器所射出標槍的拋物線 45 m/s, 162 km/h 150 ft/s 100 mph 1000 J/kg
80磅的十字弓所射出之箭的軌跡 58 m/s, 208.8 km/h 190 ft/s 130 mph 1.7 kJ/kg
從漆彈射出的拋物線 91 m/s, 327.6 km/h 300 ft/s 204 mph 4.1 kJ/kg
從175磅的十字弓射出的拋物線 97 m/s, 349.2 km/h 320 ft/s 217 mph 4.7 kJ/kg
從空氣槍射出直徑6mm的BB彈 100 m/s, 360 km/h 328 ft/s 224 mph 5 kJ/kg
來福槍射出直徑4.5mm的子彈 150 m/s, 540 km/h 492 ft/s 336 mph 11 kJ/kg
從空氣槍所射出的最大速度之拋物線 244 m/s, 878.4 km/h 800 ft/s 545 mph 29.8 kJ/kg
大小9x19 mm的子彈從信號槍射出 340 m/s, 1224 km/h 1116 ft/s 761 mph 58 kJ/kg
大小12.7x99 mm的子彈從機械槍射出 800 m/s, 2880 km/h 2625 ft/s 1790 mph 320 kJ/kg
大小5.56x45 mm從突擊步槍射出的拋物線 920 m/s, 3312 km/h 3018 ft/s 2058 mph 470 kJ/kg
大小125x1400 mm之子彈從坦克車射出的拋物線 1700 m/s, 6120 km/h 5577 ft/s 3803 mph 1.4 MJ/kg
2公斤重之子彈超電磁砲射出的拋物線 3000 m/s, 10800 km/h 9843 ft/s 6711 mph 4.5 MJ/kg
洲際彈道飛彈所射出之拋物線的拋物線 會達到4 km/s 會達到13000 ft/s 會達到9000 mph 會達到8 MJ/kg
從輕氣槍所射出的拋物線 會達到7 km/s 會達到23000 ft/s 會達到16000 mph 會達到24 MJ/kg
位在較低軌道的人造衛星所射出的拋物線 8 km/s 26000 ft/s 19000 mph 32 MJ/kg
外大氣層獵殺載具所射出的拋物線 closing speed roughly 10 km/s ~33000 ft/s ~22000 mph ~ 50 MJ/kg
太空垃圾射向較低軌道時產生的拋物線 接近在0 - 16 km/s ~53000 ft/s ~36000 mph ~ 130 MJ/kg

生活中常見的拋體[编辑]

  • 生活中的拋體運動處處可見,拋體在空氣中作用後,與在真空中有大大的不同。這邊舉了三個生活中常見的拋體,並做了基本簡單的介紹。
  1. 砲彈:砲彈的阻力與外型和速度有密切關係,空氣阻力在1.2倍音速時達到最大,隨後阻力會減少到一常數值。精準度方面,火砲砲口初速的誤差越大則造成射程精準度誤差越大。
  2. 棒球:棒球拋體部份,先利用能量散失來說明棒球與球棒之間的碰撞,以及球棒和球之彈性的影響,最後利用手指使球斜側旋、橫旋,造成Magnus force讓球的軌跡改變,投出滑球曲球…等常見的變化球,可擾亂打者打擊的視覺。
  3. 槍械:膛線角度固定,子彈初速越大,槍身本身的質量越大,後座力會越小。若旋轉的角速度也越大,則子彈穩定性與精準性也隨之提高。

其他種類的拋體[编辑]

  1. 彈道學分析了拋體的軌跡,當有力作用在拋體上時,此拋體就軌跡會受影響,乃至於最後所要打到的目標。因此導向飛彈不能稱作為拋體。
  2. 當爆炸時,會產生很多的碎片,且這些碎片的速度很快,由其是爆炸性的武器爆炸時就會有很多高速的碎片產生。
  3. 拋射體在英國諾桑比亞大學也有別的說法,可稱為an annual anarchist film festival based。

外部連結[编辑]