Becsapódási energia kiszámítása?

Egy lövedék becsapódásakor a lövedék mozgási energiája szabadul fel, amit a test tömege és sebessége határoz meg.

A klasszikus tömeg x sebesség négyzeten /2 képlettel számolható

az erő pedig Newton F=mxa képletével számítható.

Ennyi információ nagyon kevés ennek a kiszámításához.

Konkrétabban mi kell(ene) hozzá:

-becsapódási szög

-sebesség

-tudni kellene, hogy vizszintes vagy ferde hajításról van szó

-lövedék tömege, térfogata, alakja, anyaga(olvadási együttható, fajhő mindkét halmazállapotban, Young-modolus, nyírási modolus stb)

- céltárgy tömege, felülete, sűrűsége, alakját, térfogatát, anyagát ==> ebből lehetne kiszámítani a rugalmassági együthatóját--> ha nagyobb a Young-modolus érvényességi körénél az nyomás, akkor a roncsolódás mértékére vonatkozó Tenzorok felírásából meg lehet tudni a lassulás mértékét. Illetve közben számolni kell a hőmérséklet változással( hiszen nyilván nőni fog a a hőmérséklete, ha becsapódik valami, ehhez megint kell tudni az anyagát), az impulzusmegmaradás törvényével a töredékek sebességével is kell számolni.

Ez elég bonyolult és sok műveletet jelent. Ezt számítógépen szokás megoldani. Kel egy fizikus aki leírja az összes erre vonatkozó egyenletet( mérnök is jó), kell egy programozó aki ezen egyenletek alapján elkészíti egy programot. Ennek futtatásával lehet kiszámítani mi történik valójában egy ütközés során. Így meg lehet tudni a pontos erőt, és az energiát is. Energia során leadja a test a teljes mozgási energiáját( már ha a céltárgyhoz képest viszonyított relatív tömege kellő-képpen alacsony

A fenti válaszolók kb. a szükséges egyenletek még az 1%-át sem írták le. Persze azok helyesek, de itt sokmindent figyelembe kell venni.

Szerintem a kérdező itt valami nagyon elméleti, durva közelítő értéket akar kapni valami nagyon elméleti példára.

Ahhoz meg nem sok kell, a lövedék becsapódási sebessége (máris nem számít a légellenállás)és tömege megadja a becsapódáskor leadott energiát. Ha tudom, milyen mélyen ment a céltárgyba, megvan a lassulási út, abból meg az átlagos lassulás és így a céltárgyra ható erő. Ha a lövedék átmegy a céltárgyon, nem áll meg benne, akkor ugrott mind a kettő, kell a tárgyból kilépő maradék sebesség is.

Egy pontos ballisztikai kalkulációhoz valóban kell mind a felsorolt sok adat, de jelen esetben nem hinném, hogy a kérdező ilyenre vágyik.

Igen, a #3-ban felsoroltak még nem is minden. Csakhogy a becsapódási energiáról volt szó, az nem volt kérdés, hogy ez az energia mire használódik el. A felsorolt adatoktól az függ, hogy hány % lesz a lövedék deformációja, az milyen jellegű, mennyi és milyen a lövedék ütötte lyuk mérete, miféle egyéb elnyelések (pl hővé alakulás) történtek. Tehát ezért érdektelenek is.

A mozgási energia = 1/2*m*v^2, ami az adatokból kiszámítható. Az energia munka jellemű mennyiség, az erővel való kifejezéshez szükség van arra az útra, amelyen az erő hat. Tehát F=E/s alapján, mondjuk egységnyi út alatt a lövedék E nagyságú erővel hat. Más kérdés, hogy ez az erő mit eredményez.

#7:

Igen. De az úthosszból megvan az ÁTLAGOS gyorsulás és az ÁTLAGOS erő. Ahhoz, hogy milyen hatást (pl. milyen sebességre gyorsítja) fejt ki a céltárgyra, ez is elég.

Ööö, ha nem tévedek, az #5 válaszoló más volt. Csak a helyesírás miatt. Bocs. :)

Szerintem azért aki azt mondja, hogy elég az átlagos érték az erőhatáshoz az nagyon téved. Az általa választott módszerrel szerintem akár 3-4 nagyságrendben is tévedhet a számítás során. Ez pedig mindenre jó csak becslésre nem. Azért az szerintem elég durva lenne, hogy azt számítjuk ki pl. hogy kap 2000 N-t, közben a valóságban kap 10 N erőt, a többi hőenergiává, meg a torzulások kivitelezésére alakul. Vagy pedig fordítva( természetesen hasraütöttem és úgy mondtam. De mivel ismerek egy pár képletet erre így nem alaptalanul mondtam.

A közeg-ellenállási erő megint egy dolog, de a Young modolus amit egyedül én említettem, mivel gigapascal nagyságrendű fémeknél, ezért rendkívül sokat befolyásolna. akár több nagyságrenddel is.

Talán fura lenne, hogy kiszámítanánk hogy ennyi joule a lövedékek energiája. Ezután megnéznénk mélységet ebből kijönne valami sokkal kisebb energia. Tehát a becslésünk gyak. teljesen hibás lenne. TEhát a kérdésére nem válaszoltunk, hogy mennyire energiát ad le és mekkora erő szabadul fel newtonban.