תוֹכֶן
כנראה אחד מכלי הנשק המפורסמים ביותר, או הידועים לשמצה, - המעוט שימש כדי להטיל טילים למעוזת אויב בניסיון להחליש את הגנותיו או לשבור את רצונם של המוגנים בפנים. מנקודת מבט של פיזיקה, המעוט הוא למעשה מנוף פשוט, כשזרוע המעוט מסתובבת על נקודת משען עד שמשקוף עוצר את הזרוע ומשחרר את הטיל היושב בדלי שבקצה הזרוע. אם יש לך גישה למצב מעוט או ביצוע פשוט - קביעת הכוח שלו דורשת רק כמה מדידות וכמה חישובים פשוטים.
קביעת כוח מעוטך
התחל בשקלול הטיל שלך. לחישובים הנדרשים הבאים עדיף לרשום את המסה בקילוגרמים.
לפני שיגור את הטיל שלך, היכנס למצב למדוד: כמה זמן לוקח לזרוע לנסוע ממצב מנוחה לפגיעה במשקוף, כמה זמן לוקח לשקע להגיע לגובה מקסימלי, כמה רחוק נמשך השלד וכמה זמן לוקח להגיע לפגיעה . מכיוון שהמעוט מעביר מהירויות כה גבוהות - ייתכן שתרצה לקבל עוזר עם השתלטות על שעון עצר באחת ממדידות הזמן, השתמש במצלמת וידאו כדי ללכוד את המעוט בפעולה ולבצע מדידות על סמך צילומי הווידיאו, או השתמש במספר ניסויים. להשיג את כל נקודות הנתונים שלך.
קבע את המהירות האופקית הראשונית (Vh) באמצעות מרחק ההשפעה של השלדים (ד) ואת משך הזמן שלקח להגיע לשם, בהנחה שהקרקע נעה באותה מהירות אופקית בעת ההשפעה: (Th): Vh = d / Th . לדוגמה, מרחק של 100 מטר תוך 10 שניות הוא: Vh = 100/10 = 10 מטר לשנייה.
קבע את המהירות האנכית ההתחלתית (Vv) תוך כדי הזמן שלקח לזמן להגיע לגובה המקסימאלי שלה (Tmax), תאוצה של כוח הכבידה (-9.8 מטר / שנייה ^ 2) ואת המהירות האנכית בגובה המרבי, שהוא אפס: Vv = 0 - (כוח משיכה * טמקס). אז אם הארך לקח 5 שניות להגיע לגובה מקסימאלי: Vv = 0 - (-9.8 * 5 שניות) = 49.4 מטר / שנייה.
כדי לקבוע את המהירות הכוללת (Vtotal) על בסיס המהירות האופקית (Vh) והמהירות האנכית (Vv) כפי שנקבע בשני השלבים האחרונים, אנו משתמשים בנוסחה: Vtotal = השורש הריבועי של (Vv בריבוע + Vh בריבוע). בעזרת המספרים שניתנו בשלבים הקודמים נקבל: Vtotal = השורש הריבועי של (10 ^ 2 + 49.4 ^ 2) = השורש הריבועי של (100 + 2440) = כ 50 מטר / שנייה.
בשלב הבא עלינו לקבוע את האצה של הטיל שלנו (Aproj) על ידי לקיחת המהירות הראשונית של הטיל (Vinitial) ולחלק אותו לפי הזמן שלקח להגיע למהירות זו (Tinitial). אז אם Tinitial הוא 0.25 שניות: Aproj = Vinitial / Tinitial = 50 / 0.25 = 200 מטר / שנייה ^ 2.
הכפל את ההאצה הזו (Aproj) על ידי מסת הטיל (Mproj) ויש לך את כמות הכוח המופעל על ידי המעוט (Fcat) על השלד. אז אם Mproj הוא 1 קילוגרם: Fcat = Mproj x Aproj = 1 x 200 = 200 kg * m / second ^ 2 = 200 Newton (יחידת כוח סטנדרטית).