Les propriétaires d'armes à feu sont souvent intéressés par la vitesse de recul, mais ils ne sont pas les seuls. Il y a beaucoup d'autres situations dans lesquelles c'est une quantité utile à connaître. Par exemple, un joueur de basketball qui prend un tir de saut peut vouloir connaître sa vitesse en arrière après avoir relâché la balle pour éviter de s'écraser sur un autre joueur, et le capitaine d'une frégate voudra peut-être connaître l'effet de la sortie d'un canot de sauvetage. mouvement avant du navire. Dans l'espace, où les forces de frottement sont absentes, la vitesse de recul est une quantité critique. Vous appliquez la loi de conservation de l'impulsion pour trouver la vitesse de recul. Cette loi est dérivée des lois du mouvement de Newton.
TL, DR (Trop long, pas lu)
La loi de conservation de l'impulsion, dérivée des lois du mouvement de Newton, fournit une équation simple pour calculer la vitesse de recul. Il est basé sur la masse et la vitesse du corps éjecté et la masse du corps qui recule.
Loi de la conservation de l'élan
La troisième loi de Newton stipule que chaque force appliquée a une réaction égale et opposée . Un exemple couramment cité en expliquant cette loi est celui d'un excès de vitesse frappant un mur de briques. La voiture exerce une force sur le mur, et le mur exerce une force réciproque sur la voiture qui l'écrase. Mathématiquement, la force incidente (F I) est égale à la force réciproque (F R) et agit dans le sens opposé: F I = - F R. Newton's La deuxième loi définit la force comme l'accélération du temps de masse. L'accélération est un changement de vitesse (Δv ÷ Δt), de sorte que la force peut être exprimée F = m (Δv ÷ Δt). Cela permet de réécrire la troisième loi en tant que m I (Δv I ÷ Δt I) = -m R (Δv R ÷ Δt R ). Dans toute interaction, le temps pendant lequel la force incidente est appliquée est égal au temps pendant lequel la force réciproque est appliquée, donc t I = t R et le temps peut être factorisé hors de l'équation. Cela laisse: m IΔv I = -m RΔv R Ceci est connu comme la loi de conservation de l'impulsion. Calcul de la vitesse de recul Dans une situation de recul typique, la libération d'un corps de masse plus petite (corps 1) a un impact sur un corps plus grand (corps 2). Si les deux corps partent du repos, la loi de conservation de l'impulsion indique que m 1v 1 = -m 2v 2. La vitesse de recul est typiquement la vitesse du corps 2 après la libération du corps 1. Cette vitesse est v 2 = - (m 1 Exemple Avant de résoudre ce problème, il est nécessaire d'exprimer toutes les quantités en unités cohérentes. Un grain est égal à 64,8 mg, donc la balle a une masse (m B) de 9,720 mg, soit 9,72 grammes. Le fusil, d'autre part, a une masse (m R) de 3,632 grammes, car il y a 454 grammes dans une livre. Il est maintenant facile de calculer la vitesse de recul de la carabine (v R) en pieds /seconde: v R = - (m B ÷ m R) v B = - (9,72 g ÷ 3,632 g) • 2,820 ft /s = -7,55 pi /s. Le signe moins indique que la vitesse de recul est dans la direction opposée à la vitesse du bullet. Les poids sont exprimés dans les mêmes unités, donc il n'y a pas besoin de conversion. Vous pouvez simplement écrire la vitesse de la frégate comme v F = (2 ÷ 2000) • 15 mph = 0.015 mph. Cette vitesse est petite, mais elle n'est pas négligeable. C'est plus d'un pied par minute, ce qui est important si la frégate est près d'un quai.
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