newtonovy pohybové zákony, hybnost · 2016. 4. 24. · jiří kulhánek, stroncium «potřebuju...
Post on 16-Mar-2021
1 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Zákon zachování hybnosti
Newtonovy pohybové zákony,hybnost
2/42
O čem to bude
● Spočítáme změnu hybnosti střelce po té, co vystřelí několik střel.
3/42
O čem to bude
● Spočítáme změnu hybnosti střelce po té, co vystřelí několik střel.
● Porovnáme změnu hybnosti vystřelené kulky s hybností zahozeného předmětu.
4/42
O čem to bude
● Spočítáme změnu hybnosti střelce po té, co vystřelí několik střel.
● Porovnáme změnu hybnosti vystřelené kulky s hybností zahozeného předmětu.
● Ukážeme si filmový trik.
5/42
O čem to bude
● Spočítáme změnu hybnosti střelce po té, co vystřelí několik střel.
● Porovnáme změnu hybnosti vystřelené kulky s hybností zahozeného předmětu.
● Ukážeme si filmový trik.● A přidám i něco pro fanoušky Supermana.
6/42
Uvedení do situace
Jiří Kulhánek, STRONCIUM
«Potřebuju snížit rychlost a zároveň prosvištět před Měsícem, aby mne jeho gravitační pole zpomalilo a obtočilo dokola, ne vykoplo dál.
Mohl bych se svléci ze skafandru, rozebrat ho, a jednotlivé kusy házet pod patřičným úhlem. Jenže z výpočtu své síly a hmoty skafandru jsem došel k závěru, že když už daleký vesmír, tak oblečený.
Je to hloupé, ale ve vzduchoprázdné beztíži se zákonu akce a reakce díváte do očí až příliš zpříma - můžete kraulovat jak diví, můžete tančit dervišské tance - pořád Magellan.
Další možnost je samozřejmě beretta - sice nevím, jakou přesně energii mi zpětný ráz předá, ale kope pěkně.»
7/42
Uvedení do situace
Jiří Kulhánek, STRONCIUM
«Brzdit se nedá ani moc brzo, ani moc pozdě; k tomu jsem potřeboval zjistit, jak přesně mne zpomalí jedna rána - znovu tedy zaměřovací systémy, vyhodnocení těžiště, okamžiku, směru a......
Letěl jsem dál, zaměřovací systémy měřily úhly a já počítal, o kolik mne to zpomalilo. Hmmm. Došel jsem k závěru, že když v přesně daném časovém rozmezí vystřelím přesně daným směrem přesný počet nábojů (přesně řečeno sedmnáct), přejdu na sestupnou dráhu a možná se o Měsíc ani moc nerozmáznu.»
8/42
Obrázek
Ilustrace, zdroj Andrea Brázdová
9/42
Uvedení do situace
Film Total Recall z roku 2013
10/42
Diskuse
● Je nutné si uvědomit, že hlavní hrdina nesmí střílet, jak se mu zachce, musí vystřelit pouze v takovém směru, v němž pomyslná přímka trajektorie střely bude procházet jeho těžištěm.
11/42
Diskuse
● Je nutné si uvědomit, že hlavní hrdina nesmí střílet, jak se mu zachce, musí vystřelit pouze v takovém směru, v němž pomyslná přímka trajektorie střely bude procházet jeho těžištěm.
● V opačném případě by došlo k nežádoucí rotaci. Výstřelem, jehož směr by byl mimo těžiště, by došlo k vytvoření momentu setrvačnosti a hrdina by se začal točit.
12/42
Diskuse
● Je nutné si uvědomit, že hlavní hrdina nesmí střílet, jak se mu zachce, musí vystřelit pouze v takovém směru, v němž pomyslná přímka trajektorie střely bude procházet jeho těžištěm.
● V opačném případě by došlo k nežádoucí rotaci. Výstřelem, jehož směr by byl mimo těžiště, by došlo k vytvoření momentu setrvačnosti a hrdina by se začal točit.
● V uvedené filmové ukázce je tento fakt ignorován.
13/42
Diskuse
● Změnu hybnosti budeme odhadovat na ukázce z knihy, protože si nejsem jist typem zbraně a hmotností střel ve filmové ukázce, také se mi nepodařilo spočítat počet vystřelených střel ve filmové ukázce.
14/42
Diskuse
● Změnu hybnosti budeme odhadovat na ukázce z knihy, protože si nejsem jist typem zbraně a hmotností střel ve filmové ukázce, také se mi nepodařilo spočítat počet vystřelených střel ve filmové ukázce.
● Hmotnost střel vzhledem k hmotnosti hrdiny zanedbáme.
15/42
Diskuse
● Změnu hybnosti budeme odhadovat na ukázce z knihy, protože si nejsem jist typem zbraně a hmotností střel ve filmové ukázce, také se mi nepodařilo spočítat počet vystřelených střel ve filmové ukázce.
● Hmotnost střel vzhledem k hmotnosti hrdiny zanedbáme.
● Rychlost hlavního hrdiny před střelbou řešit nebudeme, bude nás zajímat jen změna hybnosti, případně změna rychlosti hlavního hrdiny.
16/42
Teorie
● hybnost
17/42
Teorie
● hybnost
● impuls síly
18/42
Teorie
● hybnost
● impuls síly
● vztah mezi silou a hybností
19/42
Získaná data
● hmotnost hlavního hrdinys vybavením (skafandr)
● hmotnost střely ráže 9mm● hmotnost přilby● rychlost vystřelené kulky● maximální rychlost hodu● počet výstřelů
20/42
Výpočty
● hybnost jedné střely
● hybnost hozené přilby
21/42
Výpočty
● hybnost jedné střely
● hybnost hozené přilby
22/42
Výpočty
zákon zachování hybnosti● hybnost hrdiny před střelbou
(pouze hrdina, střely zanedbáme)
23/42
Výpočty
zákon zachování hybnosti● hybnost hrdiny před střelbou
(pouze hrdina, střely zanedbáme)● hybnost hrdiny po střelbě
(střely se pohybují vpřed,hrdina byl zpětným rázem zpomalen)zanedbáme hmotnost střel, které byly vystřeleny
● změna hybnosti hrdiny
24/42
Výpočty
● změna hybnosti hrdiny po střelbě
25/42
Výpočty
● změna hybnosti hrdiny po střelbě
● změna rychlosti hrdinyvlivem střelby
26/42
Výpočty
● změna hybnosti hrdiny po střelbě
● změna rychlosti hrdinyvlivem střelby
27/42
Výpočty
● změna hybnosti hrdiny po odhozu přilby
28/42
Výpočty
● změna hybnosti hrdiny po odhozu přilby
● změna rychlosti hrdinyodhozením přilby
29/42
Výpočty
● změna hybnosti hrdiny po odhozu přilby
● změna rychlosti hrdinyodhozením přilby
30/42
Závěr
● Záporné znaménko u změny rychlosti znamená, že se hrdina zpomalí.
31/42
Závěr
● Záporné znaménko u změny rychlosti znamená, že se hrdina zpomalí.
● Kdyby hrdina odhazoval věci, změnila by se jeho rychlost mnohem více než střelbou.
32/42
Závěr
● Záporné znaménko u změny rychlosti znamená, že se hrdina zpomalí.
● Kdyby hrdina odhazoval věci, změnila by se jeho rychlost mnohem více než střelbou.
● Dokonce i odhození pistole bude mít větší efekt než střelba.
33/42
Poučení
● Hybnost závisí na součinu hmotnosti a rychlosti. Pro co největší efekt zpomalení musí být právě tento součin co největší.
34/42
Poučení
● Hybnost závisí na součinu hmotnosti a rychlosti. Pro co největší efekt zpomalení musí být právě tento součin co největší.
● Kdyby hybnost střely nebyla tak malá, tak by díky 3. Newtonovu zákonu nebylo možné střílet z ručních zbraní, protože zpětný ráz by byl příliš velký a nebylo by jej možné ustát.
35/42
Hollywood a 3. Newtonův zákon
Seriál „Bořiči mýtů“ S02E11 „Hnědá poznámka“
36/42
Superman a kulomet
Film „Superman Returns“ (2006)
37/42
Superman a kulomet
● rotační kulomet je podobný kulometu Gau–8/A● za 17 sekund střelby vystřeleno 1200 střel● hmotnost střely● úsťová rychlost
38/42
Superman a kulomet
● rotační kulomet je podobný kulometu Gau–8/A● za 17 sekund střelby vystřeleno 1200 střel● hmotnost střely● úsťová rychlost● hmotnost herce● superman během 17 sekund
ušel 18 kroků, to je asi 13,6 m rychlostí
39/42
Superman a kulomet
● hybnost supermana
40/42
Superman a kulomet
● hybnost supermana
● hybnost střel
41/42
Superman a kulomet
Výsledek
?
42/42
Superman a kulomet
Výsledek
chlapec by si asi tak vesele nekráčel
top related