Баллистическое движение доклад по физике

Обновлено: 28.06.2024

В многочисленных войнах на протяжении всей истории человечества, враждующие стороны, доказывая свое превосходство, использовали с начала камни, копья и стрелы, а затем ядра, пули, снаряды и бомбы. Успех во многом определялся точностью попадания в цель.

Поэтому я решил более подробно изучить теорию баллистического движения, выяснить, какие параметры баллистического движения необходимо знать, чтобы увеличить точность попадания в цель.

Вложение	Размер
Исследование баллистического движения	2.24 МБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Актуальность В многочисленных войнах на протяжении всей истории человечества, враждующие стороны, доказывая свое превосходство, использовали с начала камни, копья и стрелы, а затем ядра, пули, снаряды и бомбы. Успех во многом определялся точностью попадания в цель. Поэтому я решил более подробно изучить теорию баллистического движения, выяснить, какие параметры баллистического движения необходимо знать, чтобы увеличить точность попадания в цель.

Цель работы Изучение баллистического движения на уроках физики у меня вызвало большой интерес, но к сожалению эта тему в учебнике нам дана поверхностно, и я в серьез решил заинтересоваться ей. Я хочу рассказать про баллистику как науку, показать баллистическое движение в практической части.

Задачи - Изучить баллистическое движение - подтвердить теорию на основе эксперимента - выяснить какое значение имеет баллистика в жизни человека - изготовить модели

Гипотеза исследования Баллистика- раздел механики, изучающий движение тел в поле тяжести Земли. Пули, снаряды, стрелы и мячи все двигаются по баллистическим траекториям. Практическая значимость: Изучение баллистического движения имеет большое практическое значение: - в спорте для пожарного для военных

Первыми объектами, которые создавались на основе строгих законов баллистики, были осадные метательные машины

Движение тела, брошенного под углом к горизонту На снаряд, вылетевший из ствола с определенной скоростью, в полете действуют две основные силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха.

Без учета сопротивления воздуха баллистическая траектория представляет собой расположенную над поверхностью Земли часть эллипса

углом к горизонту На снаряд, вылетевший из ствола с определенной скоростью, в полете действуют две основные силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Исследование движения тела, брошенного под (1) L= x max = v 0 2 sin2 α / g (1) v= (2) V 0 = (2)

Задание 1. Изучение зависимости дальности полета снаряда от угла наклона ствола пистолета. Угол α L изм . , м. t пол. , с h max ,м V 0 , м /c 30 0 0 ’83 0, 48 0,11 1,48 45 0 1,22 0, 47 0, 24 2,19 60 0 0,89 0, 54 0,21 2,04 90 0 0,55 0, 41 0,60 3,4 Среднее значение 0,885 0,47 0,29 2,27

Исследование движение тела, брошенного горизонтально Опыт1 Опыт2 Опыт3 Опыт4 Опыт5 Опыт6 h ,м 0,40 0,35 0,30 0,20 0,15 0,10 L ,м 0,50 0,45 0,42 0,325 0,275 0,20 t ,с 1,08 1,07 0,74 0,68 0,67 0,61 V , м /c 1,75 1,7 1,71 1,62 1,58 1,41

Закон сохранения импульса

Таблица результатов: Закона сохранения импульса m 1, кг m 2, кг L 1, м V 1, м/с p 1, кг* м/ c L 1*, м L 2*, м V 1*, м/с V 2*, м/с H , м p 1* кг* м/ c p 2* кг* м /c 0,016 0,044 0,43 1,73 0,029 0,10 0,11 0,4 0,44 0,306 0,0067 0,019 V 0 = L Вывод: На данной работе изучил движение тела, брошенного горизонтально, установил зависимость дальности полета от высоты броска и экспериментально подтвердил справедливость закона сохранения импульса.

Задание 3: Изучение точности попадания стрелы из лука в мишень.

№ L ,м T пол , с H , м V , м / с 1 18 0,89 109 3,85 2 18 0,78 109 3,85 3 30 0,7 109 6,42 4 30 0,65 109 6,42 5 30 0,7 109 6,4 Вывод : На данной работе изучил движение стрелы при выстреле из лука, выпущенного горизонтально. Нашел начальную скорость стрелы.

Заключение Без баллистики невозможно рассчитать и построить современные образцы огнестрельного оружия, без нее невозможно метко стрелять. Артиллерист, не знающий баллистики, подобен землемеру, не знающему геометрии. Он действует наугад и тогда зря тратит боеприпас. Баллистика нужна и стрелку. Зная законы полета своей пули, он будет уверенно направлять ее в цель.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Исследовательская работа по теме "Роль проектной и исследовательской деятельности учащихся на формирование личности молодого человека"

В течении 4 лет, с 8 класса по 11 класс, в роли классный руководителя, я строила свою работу с учащимися моего класса на основе проектно-исследовательской деятельности. Вела наблюдение.

в данном материале изложены результаты применения учителем в своей работе одного из методов современных технологий обучения во внеклассной работе - метод проектов.

Научно-исследовательская работа по теме "Волонтерское движение как фактор развития социальной активности молодежи "

Открытый урок по данной теме. Все этапы урока соблюдены, присутствует индивидуальная, групповая работа, изложение нового материала, этап закрепления.

Здоровье человека – тема для разговора достаточно актуальная для всех времён и народов, а в ХХI веке она становится ещё и первостепенной.Состояние здоровья российских школьников вызывает серьёзную тре.

Исследовательская работа по теме "Самостоятельная работа на уроках биологии"

Учитель естествознания - профессия особая, очень уж большие задачи стоят перед ним: большая ответственность и большая любовь. Цикл предмета естествознания это, прежде всего, творческий труд учителя.Од.

Одним из практически важных разделов механики является баллистика. Основное развитие эта сфера получила с распространением огнестрельного оружия, и до сих пор является основой разработки боевой техники. Однако, и в мирной жизни баллистика находит применение. Кратко рассмотрим эту тему.

Баллистика, как раздел механики

Баллистика – это наука о движении тел в пространстве, представляющая собой раздел механики. В отличие от механики, баллистика изучает в основном движение тел, получивших начальный импульс, и свободно перемещающихся в атмосфере Земли. Основными объектами, изучаемыми баллистикой, являются пули и снаряды, а также, в последнее столетие – ракеты.

Поскольку характер баллистического движения пули или снаряда существенно различен в момент выстрела, в момент полета, и в момент попадания в цель, баллистика делится на:

внутреннюю, изучающую движение снаряда под действием пороховых газов в канале ствола орудия;
промежуточную, изучающую явления, происходящие при выходе снаряда из канала ствола орудия в атмосферу;
внешнюю, изучающую полет снаряда в атмосфере;
преградную, изучающую движение снаряда в веществе цели.

Формулы баллистического движения

Первые достаточно строгие математические расчеты траекторий снарядов были сделаны в XVIв в работах Н.Тарталья. Позже И. Ньютон доказал, что такая траектория является параболой или эллипсом только при отсутствии сопротивления воздуха.

По мере увеличения мощности огнестрельного оружия сопротивление воздуха играет все большую роль, и траектория становится более сложной. Для описания такого движения используется достаточно сложный математический аппарат дифференциального счисления. При этом все равно в расчетах остается большая неопределенность, за счет того, что сила сопротивления воздуха зависит от множества случайных факторов, которые заметно меняют форму траектории. Кроме того, играет роль скорость вылета снаряда из орудия, макроскопические параметры атмосферы (температура, влажность, давление, ветер), вращение земли и вращение самого снаряда вокруг продольной оси.

Рис. 2. Силы, действующие на снаряд в полете.

В результате простые формулы, описывающие кривые второго порядка (круг, эллипс, параболу или гиперболу) в баллистике используются очень ограниченно – только для баллистических ракет, которые большую часть своего полета двигаются вне атмосферы.

Рис. 3. Траектории баллистических ракет.

Для обычного огня в артиллерии применяют специальные баллистические таблицы с готовыми результатами вариантов решений, полученные с помощью численного интегрирования исходных дифференциальных уравнений, описывающих полет снаряда при различных начальных условиях.

Что мы узнали?

Баллистика – это наука о движении тел в пространстве, как правило, в гравитационном поле Земли и под действием сопротивления воздуха. Формулы баллистического движения достаточно сложны, поэтому на практике применяются специальные таблицы, которые позволяют находить форму баллистической траектории с достаточной точностью без сложных математических расчетов.

всей истории человечества враждующие стороны, доказывая своё превосходство, использовали сначала камни, копья и стрелы, а затем ядра, пули, снаряды и бомбы.

Успех сражения во многом определялся точностью попадания в цель.

При этом точный бросок камня, поражение противника летящим копьём или стрелой фиксировались воином визуально. Это позволяло (при соответствующей тренировке) повторять свой успех в следующем сражении.

Баллистика — раздел механики, изучающий движение тел в поле силы тяжести Земли.

Пули, снаряды и бомбы, так же как и теннисный, и футбольный мячи, и ядро легкоатлета, при полёте движутся по баллистической траектории.

Особенности описания (в первом приближении) баллистического движения тел:

1) тело - материальная точка;

2) независимость значения g от высоты подъема тела;

3) пренебрежение сопротивлением воздуха;

4) отсутствие учета кривизны поверхности Земли и ее вращения вокруг собственной оси.

Это приближение существенно облегчает расчёт траектории тел. Однако такое рассмотрение имеет определённые границы применимости.

Например , при полёте межконтинентальной баллистической ракеты нельзя пренебрегать кривизной поверхности Земли. При свободном падении тел нельзя не учитывать сопротивление воздуха.

Траектория движения тела в поле тяжести.

В евклидовом физическом пространстве перемещение тела по координатным осям X и Y можно рассматривать независимо.

Закон равномерного движения снаряда но оси X имеет вид

Закон равнопеременного движения но оси Y можно представить в виде

Криволинейное баллистическое движение тела можно рассматривать как результат сложения двух прямолинейных движений: равномерного движения по оси X и равнопеременного движения по оси Y.

2.Движение тела, брошенного горизонтально.

Траектория - ветвь параболы.

Тело брошено под углом 60° к вертикали относительно поверхности земли со скоростью v 0 = 10 м/с. Силой сопротивления тела о воздух можно пренебречь.

а) Определите проекции скорости тела на оси х и у в точке бросания А.

б) Определите полную скорость тела в точке С, если известно, что тело оказалось в этой точке через 0,8 полного времени движения. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с2.

v 02 . Какое из тел упадет на землю дальше от точки отсчета. Выберите правильный ответ. А. Дальше упадет первое тело. Б. Дальше упадет второе тело. С. Оба тела упадут на одинаковом расстоянии. 2. Используя условие предыдущего задания, определите, какое из тел упадет на землю раньше. A. Раньше упадет первое тело. Б. Раньше упадет второе тело. B. Оба тела упадут одновременно. 3. На рисунке 35 показана траектория тела под углом к горизонту. а) Покажите направление векторов скорости и ускорения в точках 1 и 2. б) Сравните модули скоростей в этих точках. " width="640"

1. На рисунке показаны начальные скорости двух тел, одновременно брошенных горизонтально, причем v 01 v 02 . Какое из тел упадет на землю дальше от точки отсчета. Выберите правильный ответ.

А. Дальше упадет первое тело.

Б. Дальше упадет второе тело.

С. Оба тела упадут на одинаковом

2. Используя условие предыдущего задания, определите, какое из тел упадет на землю раньше.

A. Раньше упадет первое тело.

Б. Раньше упадет второе тело.

B. Оба тела упадут одновременно.

3. На рисунке 35 показана траектория тела под углом к горизонту.

а) Покажите направление векторов скорости и ускорения в точках 1 и 2.

б) Сравните модули скоростей в этих точках.

двух тел, брошенных горизонтально, причем

v 01 = v 02 . Какое из тел упадет на землю дальше от точки отсчета? Выберите правильный ответ.

А. Дальше упадет первое тело.

Б. Дальше упадет второе тело.

С. Оба тела упадут на одинаковом расстоянии.

2. Используя условие предыдущего задания, определите, какое из тел упадет на землю раньше.

A. Раньше упадет первое тело.

Б. Раньше упадет второе тело.

B. Оба тела упадут одновременно.

3. На рисунке 37 показана траектория тела под углом к горизонту.

а) Покажите направление векторов скорости и ускорения в точках 1 и 2.

б) Сравните модули скоростей в этих точках.

№ 1 к параграфу 15.

№ 2 к параграфу 15.

Задача №4 к параграфу 15

Вопросы для обсуждения:

1) Написать выражение для расчета:

а) максимальной дальности полета тела;

б) времени полета тела.

2) Сравните отрезки времени t max и t п .

3) При каком угле вылета тела дальность его полета принимает максимальное значение (при неизменной начальной скорости)?

4) Какую траекторию называют навесной? Настильной?

5) Написать выражение для расчета скорости тела в любой момент времени.

6) Какое выражение определяет тангенс угла наклона вектора мгновенной скорости тела к горизонтальной оси?

Баллистическое движение в атмосфере.

Полученные результаты справедливы для идеализированного случая, когда можно пренебречь сопротивлением воздуха. Реальное движение тел в земной атмосфере происходит по траектории, существенно отличающейся от параболической из-за сопротивления воздуха. При увеличении скорости движения тела сила сопротивления воздуха возрастает. Чем больше скорость тела, тем больше отличие реальной траектории от параболы.

При движении снарядов и пуль в воздухе максимальная дальность полёта достигается при угле вылета 30—40°. Расхождение простейшей теории баллистики с экспериментом не означает, что она не верна в принципе. В вакууме или на Луне, где практически нет атмосферы, эта теория даёт правильные результаты. (Для лунных условий во всех формулах следует заменить ускорение свободного падения g на g л .

-80%

Слайды и текст этой презентации

История возникновения баллистики

В многочисленных войнах на протяжении всей истории человечества враждующие стороны, доказывая своё превосходство, использовали сначала камни, копья , и стрелы, а затем ядра, пули, снаряды, и бомбы.
Успех сражения во многом определялся точностью попадания в цель.
При этом точный бросок камня, поражение противника летящим копьём или стрелой фиксировались воином визуально. Это позволяло при соответствующей тренировке повторять свой успех в следующем сражении.
Значительно возросшая с развитием техники скорость и дальность полёта снарядов и пуль сделали возможным дистанционные сражения. Однако навыка война, разрешающей способности его глаза было недостаточно для точного попадания в цель артиллерийской дуэли первым.
Желание побеждать стимулировало появление баллистики (от греческого слова ballo-бросаю).

Что такое баллистика?

Баллистика - наука о движении снарядов, мин, пуль, неуправляемых ракет при стрельбе (пуске). Основные разделы баллистики: внутренняя баллистика и внешняя баллистика. Исследованием реальных процессов, происходящих при горении пороха, движении снарядов, ракет (или их моделей) и т. д., занимается эксперимент баллистики.

Внутренняя баллистика изучает движение снарядов, мин, пуль и др. в канале ствола оружия под действием пороховых газов, а также другие процессы, происходящие при выстреле в канале или камере пороховой ракеты.
Основные разделы внутренней баллистики: пиростатика, изучающая закономерности горения пороха и газообразования в постоянном объёме; пиродинамика, исследующая процессы в канале ствола при выстреле и устанавливающая связь между ними, конструктивными характеристиками канала ствола и условиями заряжания; баллистическое проектирование орудий, ракет, стрелкового оружия. Баллистика (изучает процессы периода последствия) и внутренняя баллистика пороховых ракет (исследует закономерности горения топлива в камере и истечения газов через сопла, а также возникновение сил, действий на неуправляемые ракеты)

Внешняя баллистика изучает движение снарядов, мин, пуль, неуправляемых ракет и др. после прекращения их силового взаимодействия со стволом оружия (пусковой установкой), а также факторы, влияющие на это движение.
Основные разделы внешней баллистики: изучение сил и моментов, действующих на снаряд в полёте; изучение движения центра масс снаряда для расчета элементов траектории, а также движение снаряда относит. Центра масс с целью определения его устойчивости и характеристик рассеивания. Разделами внешней баллистики являются также теория поправок, разработка методов получения данных для составления таблиц стрельбы и внешнебаллистическое проектирование. Движение снарядов в особых случаях изучается специальными разделами внешней баллистики, авиационной баллистикой, подводной баллистикой и др.

Баллистические характеристики, основные данные, определяющие закономерности развития процесса выстрела и движения снаряда (мины, гранаты, пули) в канале ствола (внутрибаллистические) или на траектории (внешнебаллистические).
Основные внутрибаллистические характеристики: калибр оружия, объём зарядной каморы, плотность заряжания, длина пути снаряда в канале ствола, относительная масса заряда (отношение её к массе снаряда), сила пороха, макс. давление, давление форсирования, характеристики прогрессивности горения пороха и др.
К основным внешнебаллистическим характеристикам относятся: начальная скорость, баллистический коэффициент, углы бросания и вылета, срединные отклонения и др.

Баллистический коэффициент (С) - одна из основных внешнебаллистических характеристик снаряда (ракеты), отражающая влияние его коэффициент формы(i), калибра (d),и массы(q) на способность преодолевать сопротивление воздуха в полёте.
Определяется по формуле
С=(id/q)1000,
где d в м, a q в кг.
Чем меньше баллистический коэффициент, тем легче снаряд преодолевает сопротивление воздуха.

Баллистическая гибкость оружия

Баллистическая гибкость оружия - свойство огнестрельного оружия, позволяющее расширять его боевые возможности повышать эффективность действия за счёт изменения баллистич. характеристик. Достигается путем изменения баллистич. коэффициента (напр., введением тормозных колец) и начальной скорости снаряда (применением переменных зарядов). В сочетании с изменением угла возвышения это позволяет получать большие углы падения и меньшее рассеивание снарядов на промежуточные дальности.

Баллистическая траектория — это траектория, по которой движется тело, обладающее некоторой начальной скоростью, под действием силы тяготения и силы аэродинамического сопротивления воздуха.

Применение баллистического движения на практике

На рисунке зеленым цветом изображен график снаряда выпущенного под углом 30°, белым под углом 45°, фиолетовым под углом 60°, а красным под углом 75°. А теперь посмотрим на графики полёта снарядов и сравним их (начальная скорость одинакова, и равна 20 км/ч).

Сравнивая эти графики можно вывести некоторую закономерность: с увеличением угла вылета снаряда, при одинаковой начальной скорости, дальность полёта уменьшается, а высота увеличивается.

Теперь рассмотрим другой случай, связанный с различной начальной скоростью, при одинаковом угле вылета.
На рисунке зеленым цветом изображен график снаряда выпущенного с начальной скоростью 18 км/ч, белым со скоростью 20 км/ч, фиолетовым со скоростью 22 км/ч, а красным со скоростью 25 км/ч. А теперь посмотрим на графики полёта снарядов и сравним их (угол полёта одинаков и равен 30°).

Сравнивая эти графики можно вывести некоторую закономерность: с увеличением начальной скорости вылета снаряда, при одинаковом угле вылета, дальность и высота полёта снаряда увеличиваются.

Баллистическая экспертиза является видом судебно-криминалистической экспертизы, задача которой состоит в том, чтобы дать следствию ответы на технические вопросы, возникающие в ходе расследования случаев применения огнестрельного оружия. В частности, сюда входит установление соответствия между выстреленной пулей (а также стреляной гильзой и характером разрушений, произведённых пулей) и оружием, из которого был произведён выстрел.

Практическая значимость баллистики

Изучение баллистического движения имеет большое практическое значение:
- в спорте: для вратаря, выбивающего мяч от ворот, при метании гранаты, прыжки в высоту и длину, прыжки с трамплина;
- для пожарного направляющего струю воды на крышу дома;
- для военных: при запуске баллистических ракет, мин, снарядов, пуль.

Читайте также: