پرتابه

جسمی که در هوا به حرکت در می آید

شلیک گلوله از یک قطعه توپ

پرتابه جسمی است که با اعمال نیروی خارجی به حرکت در می آید و سپس تحت تأثیر گرانش و مقاومت هوا آزادانه حرکت می کند . ^{[1] [2]} اگرچه هر جسمی که در فضا حرکت می کند پرتابه است، اما معمولاً در جنگ و ورزش یافت می شود (به عنوان مثال، توپ بیسبال پرتاب شده ، فوتبال با لگد ، گلوله شلیک شده ، تیر شلیک شده ، سنگ رها شده از منجنیق ). ^{[3] [4]}

در بالستیک از معادلات ریاضی حرکت برای تجزیه و تحلیل مسیر پرتابه از طریق پرتاب، پرواز و ضربه استفاده می شود .

نیروی محرکه

پرتابه و جعبه فشنگ برای قطعه توپخانه عظیم جنگ جهانی دوم شوورر گوستاو . اکثر سلاح های پرتابه از فشرده سازی یا انبساط گازها به عنوان نیروی محرکه خود استفاده می کنند.

تفنگ‌های بادی و تفنگ‌های بادی از گازهای فشرده استفاده می‌کنند، در حالی که بیشتر تفنگ‌ها و توپ‌های دیگر از گازهای در حال انبساط آزاد شده در اثر واکنش‌های شیمیایی ناگهانی توسط پیشران‌هایی مانند پودر بدون دود استفاده می‌کنند . اسلحه های گاز سبک از ترکیبی از این مکانیسم ها استفاده می کنند.

تفنگ‌های ریلی از میدان‌های الکترومغناطیسی برای ایجاد شتاب ثابت در تمام طول دستگاه استفاده می‌کنند و سرعت پوزه را تا حد زیادی افزایش می‌دهند .

برخی از پرتابه ها در حین پرواز توسط موتور موشک یا موتور جت نیروی محرکه را فراهم می کنند . در اصطلاح نظامی، موشک هدایت‌ناپذیر است، در حالی که موشک هدایت‌شونده است . به دو معنی راکت (سلاح و موتور) توجه کنید: ICBM یک موشک هدایت شونده با موتور موشک است.

یک انفجار، چه توسط یک سلاح یا نه، باعث می شود که زباله ها به عنوان پرتابه های چندگانه با سرعت بالا عمل کنند. یک سلاح یا وسیله انفجاری نیز ممکن است برای تولید پرتابه های پرسرعت با شکستن بدنه آن طراحی شود. اینها به درستی قطعات نامیده می شوند .

در ورزش

سرعت توپ 105 مایل در ساعت (169 کیلومتر در ساعت) در بیسبال ثبت شده است . ^[5]

در حرکت پرتابه مهمترین نیرویی که به "پرتابه" وارد می شود نیروی پیشران است، در این مورد نیروهای پیشران ماهیچه هایی هستند که بر روی توپ عمل می کنند تا آن را به حرکت درآورند و هر چه نیروی اعمال شده قوی تر باشد، نیروی پیشران بیشتر می شود. یعنی پرتابه (توپ) دورتر خواهد رفت. پیچینگ ، بولینگ را ببینید .

به عنوان یک سلاح

پرتابه های تحویلی

بسیاری از پرتابه ها، به عنوان مثال، گلوله ها ، ممکن است حامل مواد منفجره یا مواد شیمیایی یا بیولوژیکی دیگری باشند. جدا از محموله انفجاری، یک پرتابه می تواند برای ایجاد آسیب های ویژه طراحی شود، به عنوان مثال آتش (همچنین به سلاح های حرارتی اولیه مراجعه کنید )، یا مسمومیت (همچنین به سم پیکان مراجعه کنید ).

پرتابه های جنبشی

آزمایش Homing Overlay از یک فن فلزی استفاده می‌کرد که در حین پرتاب جمع می‌شد و در طول پرواز منبسط می‌شد. قدرت تخریب این فلز پنج برابر یک کلاهک انفجاری هم وزن است.

سلاح جنبشی (همچنین به عنوان سلاح جنبشی، کلاهک انرژی جنبشی، کلاهک جنبشی، پرتابه جنبشی، وسیله نقلیه کشتن جنبشی نیز شناخته می شود) یک سلاح پرتابه است که صرفاً بر اساس انرژی جنبشی پرتابه برای وارد کردن آسیب به هدف، به جای استفاده از هرگونه مواد منفجره و آتش زا ساخته شده است. / محموله حرارتی , شیمیایی یا رادیولوژیکی . همه سلاح‌های جنبشی با رسیدن به سرعت پرواز بالا - عموماً مافوق صوت یا حتی تا سرعت فوق‌العاده - کار می‌کنند و با اهداف خود برخورد می‌کنند و انرژی جنبشی و ضربه نسبی آن را به امواج ضربه‌ای مخرب ، گرما و کاویتاسیون تبدیل می‌کنند . در سلاح‌های جنبشی با پرواز بدون نیرو ، سرعت پوزه یا سرعت پرتاب اغلب برد موثر و آسیب احتمالی پرتابه جنبشی را تعیین می‌کند.

سلاح‌های جنبشی قدیمی‌ترین و رایج‌ترین سلاح‌های بردی هستند که در تاریخ بشر مورد استفاده قرار گرفته‌اند ، با پرتابه‌هایی از پرتابه‌های بی‌نقص مانند سنگ‌ها و شلیک‌های گرد ، موشک‌های نوک‌دار مانند تیر ، پیچ ، دارت و نیزه تا ضربه‌گیرهای مدرن با سرعت بالا. به عنوان گلوله , فلشت , و نفوذ کننده . سلاح‌های جنبشی معمولی پرتابه‌های خود را به صورت مکانیکی (با قدرت ماهیچه‌ای ، ابزارهای مزیت مکانیکی ، انرژی الاستیک یا پنوماتیک ) یا شیمیایی (با احتراق پیشران ، مانند سلاح‌های گرم ) شتاب می‌دهند، اما فناوری‌های جدیدتر امکان توسعه سلاح‌های بالقوه را با استفاده از پرتابه‌های پرتاب الکترومغناطیسی ، مانند تفنگ های ریلی ، کویل تفنگ ها و درایورهای دسته جمعی . سلاح‌های مفهومی نیز وجود دارند که توسط گرانش شتاب می‌گیرند ، مانند سلاح‌های بمباران جنبشی که برای جنگ فضایی طراحی شده‌اند .

اصطلاح ضربه به کشتن یا کشتن جنبشی نیز در زمینه هوافضای نظامی برای توصیف سلاح‌های انرژی جنبشی که توسط موتور موشک شتاب می‌شوند استفاده می‌شود . این موشک عمدتاً در زمینه‌های موشک‌های ضد بالستیک (ABM) و سلاح‌های ضد ماهواره (ASAT) استفاده شده است ، اما برخی از موشک‌های ضدهوایی مدرن نیز وسایل نقلیه کشتن جنبشی هستند. سیستم‌های ضربه به کشتن بخشی از کلاس گسترده‌تر پرتابه‌های جنبشی هستند، کلاسی که کاربرد گسترده‌ای در زمینه ضد تانک دارد .

پرتابه های سیمی

برخی از پرتابه ها پس از پرتاب توسط یک کابل به تجهیزات پرتاب متصل می شوند:

• برای هدایت: موشک هدایت سیمی (برد تا 4000 متر یا 13000 فوت)
• برای اعمال شوک الکتریکی، مانند مورد تیزر ( محدوده تا 10.6 متر یا 35 فوت)؛ دو پرتابه به طور همزمان شلیک می شود که هر کدام یک کابل دارند.
• برای ایجاد ارتباط با هدف، یا بکسل کردن آن به سمت پرتابگر، مانند زوبین صید نهنگ ، یا کشیدن پرتابگر به سمت هدف، مانند قلاب گیر .

سرعت پرتابه معمولی

معادلات حرکت

جسمی که با زاویه ای نسبت به افقی پرتاب می شود دارای هر دو مؤلفه عمودی و افقی سرعت است. مولفه عمودی سرعت در محور y به صورت مولفه افقی سرعت است . محاسبات مختلفی برای پرتابه ها در یک زاویه خاص وجود دارد : ${\displaystyle V_{y}=U\sin \theta }$ ${\displaystyle V_{x}=U\cos \theta }$ ${\displaystyle \theta }$

1. زمان رسیدن به حداکثر ارتفاع. نماد آن به صورت ( ) است که مدت زمانی است که پرتابه به حداکثر ارتفاع از صفحه پرتاب می رسد. از نظر ریاضی به صورت جایی که = شتاب ناشی از گرانش (حدود 9.81 متر بر ثانیه)، = سرعت اولیه (m/s) و = زاویه ایجاد شده توسط پرتابه با محور افقی داده می شود . ${\displaystyle t}$ ${\displaystyle t=U\sin \theta /g}$ ${\displaystyle g}$ ${\displaystyle U}$ ${\displaystyle \theta }$

2. زمان پرواز ( ): این کل زمان صرف شده برای سقوط پرتابه به همان صفحه ای است که از آن پرتاب شده است. از نظر ریاضی به صورت . ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle T=2U\sin \theta /g}$

3. حداکثر ارتفاع ( ): این حداکثر ارتفاع به دست آمده توسط پرتابه یا حداکثر جابجایی در محور عمودی (محور y) تحت پوشش پرتابه است. به عنوان داده می شود . ${\displaystyle H}$ ${\displaystyle H=U^{2}\sin ^{2}\theta /2g}$

4. برد ( ): برد پرتابه فاصله افقی است که پرتابه (روی محور x) طی می کند. از نظر ریاضی، . محدوده زمانی حداکثر است که زاویه = 45 درجه باشد، یعنی . ${\displaystyle R}$ ${\displaystyle R=U^{2}\sin 2\theta /g}$ ${\displaystyle \theta }$ ${\displaystyle \sin 2\theta =1}$

همچنین ببینید

• Atlatl
• بالستیک
• باروت
• گلوله
• عمق ضربه
• بمباران جنبشی
• پوسته (پرتابه)
• نقطه پرتابه
• استفاده از پرتابه توسط حیوانات
• پیکان
• دارت
• موشک
• مهمات اسلینگ
• نیزه
• اژدر
• برد پرتابه
• زباله های فضایی
• مسیر پرتابه

یادداشت ها

1. معادل تقریبی 99,9999991% c .
2. در رابطه با جرم باقی مانده پروتون .

مراجع

1. پیوس، اوکه؛ مادوکا، آنیاکوها (2001). فیزیک دبیرستان . مک میلان، لاگوس، نیجریه
2. "پرتابه". merriam-webster.com . بازبینی شده در 13 آوریل 2017 .
3. "پرتابه". فرهنگ لغت رایگان . بازیابی شده در 2010-05-19 .
4. "پرتابه". Dictionary.com ​بازیابی شده در 2010-05-19 .
5. پپین، مت (26-08-2010). "آرولدیس چپمن به سرعت 105 مایل در ساعت می رسد". Boston.com ​بایگانی شده از نسخه اصلی در 31 اوت 2010 . بازیابی شده در 2010-08-30 .
6. «حقایق و ارقام». سازمان اروپایی تحقیقات هسته ای سرن ​2008. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2018-07-02 . بازیابی شده در 2018-07-02 .

• هایدی کنشت (29 ژوئن 2013). فناوری پرتابه. Springer Science & Business Media. شابک 978-1-4899-1851-2.

لینک های خارجی

• مدل کامپیوتر فیزیک منبع باز
• اپلت حرکت پرتابه
• یکی دیگر از اپلت حرکت پرتابه