Читать книгу Занимательная механика онлайн

Решение

Задача сводится к решению вопроса: какое давление на пулю больше – пороховых газов изнутри или воды океана снаружи? Последнее рассчитать несложно: каждые 10 м водяного столба давят с силой одной атмосферы, т. е. 1 кг на 1 см2. Следовательно, 11 000 м водяного столба окажут давление в 1100 атмосфер, или больше тонны на 1 см2.


Рис. 11. Выстрелит ли наган на дне океана?


Теперь определим давление пороховых газов. Прежде всего вычислим силу, движущую пулю. Для этого найдём среднее ускорение движения пули в стволе (принимая это движение за равномерно-ускоренное). Отыскиваем в табличке соотношение


v2 = 2aS,


где v – скорость пули у дульного обреза, а – искомое ускорение, S – длина пути, пройденного пулей под непосредственным давлением газов, иными словами – длина ствола. Подставив v = 270 м = 27 000 см/с, S = 22 см, имеем


27 0002 = 2а × 22,


ускорение а = 16 500 000 см/с2 = 165 км/с2.


Огромная величина ускорения (среднего) – 165 км/с2 – не должна нас удивлять, ведь пуля проходит путь по каналу нагана в ничтожный промежуток времени, который тоже поучительно вычислить. Расчёт выполняем по формуле v = at:


27 000 = 16 500 000/


откуда время



Мы видим, что за 600-ю долю секунды скорость пули должна возрасти от 0 до 270 м/с. Ясно, что за целую секунду прибавка скорости, так стремительно нарастающей, должна быть огромна.

Но вернёмся к расчёту давления. Узнав величину ускорения пули (вес которой, напомним, 7 г), мы легко вычислим действующую на неё силу, применив формулу f = ma:


7 × 16 500 000 = 115 500 000 дин.


В ньютоне круглым счётом миллион дин (дина – около миллиграмма × м/с2), значит, на пулю действует сила в 115 Н. Чтобы вычислить давление в килограммах на 1 см2, надо знать, по какой площади эта сила распределяется. Площадь равна поперечному сечению канала револьвера (диаметр канала 7 мм = 0,7 см):


¼ × 3,14 × 0,72 = 0,38 см2.


Значит, на 1 см2 приходится давление в


115: 0,38 = около 300 Н/см2.


Итак, пуля в момент выстрела выталкивается давлением в 300 атмосфер[15] против давления океанских вод, превышающего тысячу атмосфер. Ясно, что пуля не двинется с места. Порох вспыхнет, но не вытолкнет пули. Пуля нагана, пробивающая на воздухе (с 35 шагов) 4—5-дюймовых досок кряду, здесь бессильна «пробить» воду.

Вход Регистрация
Войти в свой аккаунт
И получить новые возможности
Забыли пароль?