Süvenesin pisut neisse numbritesse ja otsustasin siiski ise arvutuskäigu üle kontrollida.vtl kirjutas:Ma ei hakka valemeid siia kopeerima, aga suurusjärgud on järgmised: kui näiteks 3.6g kaaluva 5.56x45 NATO kuuli kineetiline energia suudmest väljumisel on ca 1750 J, siis ca 3.5kg kaaluva püssi tagasilöögi energia (sõltuvalt relvast) on suurusjärgus 5 J
Klassikaline 5.56x45 kuul kaalub 55 grs ehk 3.6 grammi ja selle kiirus on 993 m/s
Kõigepealt arvutame välja kuuli impulsi. Impulsi valem on p(k) = m(k) * v(k)
m(k) on kuuli mass, v(k) on kuuli kiirus
Seega kuuli impulss on 0.0036 kg * 993 m/s = 3.5748 kg m/s
Relva (tagasilöögi) kiirust me (veel) ei tea, küll aga teame tema impulssi (mis on püssirohu plahvatamise hetkel sama, mis kuulil) ning teame relva kaalu, milleks ma võtsin (hilisema kontrolli lihtsustamise huvides) 3.6kg.
Relva kiirus v(r) = 3.5748 kg m/s / 3.6 kg = 0.993 m/s
Kineetilise energia valem on E = p * p / 2 m
Kuuli kineetiline energia E(k) = 3,5748 * 3.5748 / 2 * 0.0036 = 1774,8 J
See number klapib ka 5.56 padruni andmetes toodud numbriga, mis jääbki antud kuuli kaalu/kiiruse korral sinna 1775 J kanti.
Relva kin.energia: E(r) = 3.5748 * 3.5748 / 2 * 3.6 = 1.7748 J ehk see peakski olema tagasilöök
Et eelnevates arvutustes on võetud kuuli massiks 3.6 grammi ja relva massiks 3.6 kilogrammi ehk tuhandekordne vahe, ongi loogiline, et ka kuuli energia ja relva tagasilöögi energia erinevad üksteisest 1000 korda ehk 1774.8 J ja 1.7748 J. Kõik oleks nagu õige...vtl kirjutas:impulsi jäävuse seadusest lähtub, et kuuli ja relva energiate suhe on sama, mis relva ja kuuli massi suhe.
AGA kõikjal netis, kus mainitakse M16 tagasilöögi energiat (Wikipedia artiklist kuni Tõnu Adriku blogini), on juttu ca 5 džaulist, mitte 1.7 džauli, mis praegusest arvutuskäigust välja tuli. Kus viga on?
Asi on selles, et ma ei võtnud eelmises arvutuses arvesse relva suudmest väljuvat gaasi. Tagasilöögi määrab lisaks kuuli massile ka püssirohugaaside mass, millede liikumise suund on relva liikumise suunale vastassuunaline.
Aine massi jäävuse seaduse järgi on väljuvate gaaside mass võrdne padrunis olnud püssirohu massiga, seega peaksime oma arvutustes lisama kuuli massile veel (ärapõleva) püssirohu massi. p = m(k) * v + m(p) * v * k
v on kiirus, "m(k)" on kuuli mass, "m(p)" on püssirohu mass ja "k" on "tambovi konstant", mis sõltub relva konstruktsioonist ja mõõtmetest, püssirohu tüübist jms. parameetritest. Reeglina võetakse see vahemikus 1.25... 1.75. Mina võtsin keskmise - 1.5x
Uus arvutuskäik:
kuul: 55 grs = 3.6 g= 0.0036 kg, kiirus 993 m/s
püssirohi 25 grs = 1.6 g = 0.0016 kg
relv: 3.6 kg
Kuuli impulss: 0.0036 kg * 993 m/s = 3.5748 kg m/s
Gaaside impulss = 0.0016 kg * 993 m/s * 1.5 (tambovi konstant) = 2,3832 kg m/s
Kuuli + gaaside impulss = 3,5748 + 2,3832 = 5,958 kg m/s
Relva impulss: 5.958 kg m/s = 3.6 kg * v(r)
Relva kiirus: v(r) = 5.958 kg m/s / 3.6 kg = 1,655 m/s
Relva kin.energia: E = 5.958 * 5.958 / 2 * 3.6 = 4.93 J
4.93 J ongi ligilähedaselt 5 J ehk antud arvutuskäiguga tõestasime ära füüsika kehtivuse.