Траєкторія та її елементи. Вигляд траєкторії та її практичне значення.
Т
раєкторією
називається крива лінія, яку описує
центр ваги кулі ( гранати в польоті)
(мал.4)
Мал. 4 Траєкторія та сили, що діють на кулю (снаряд).
На снаряд, який рухається в повітрі, крім сили тяжіння діє сила опору повітря. Ця сила може бути дуже велика і в декілька разів перебільшувати силу тяжіння. Завдяки цьому суттєво зменшується швидкість і відстань польоту кулі (снаряду). Сила опору повітря викликається трьома основними причинами (мал.5) : тертям повітря, утворенням завихрення і утворенням балістичної хвилі. Частки повітря, які дотикаються з кулею або снарядом, який рухається, завдяки внутрішньому зчепленню і зчепленню кулі (снаряду) з поверхнею утворюють тертя і зменшують швидкість польоту кулі (снаряду)
Шар повітря, який примикає до поверхні кулі, в якому рух часток змінюється від швидкості кулі (снаряду) до нуля , називається прикордонним шаром.
Цей шар повітря обтікає кулю і відривається від її поверхні і не устигає зімкнутися за її донною частиною. За донною частиною кулі утворюється розряджений простір і з’являється різниця тиску на головну та дону частини. Ця різниця утворює силу, яка направлена в бік, зворотній руху цілі і зменшує швидкість її польоту.
М ал. 5 Утворення сили опору повітря.
Частки повітря, намагаючись заповнити розрядження, яке утворене кулею, утворюють завихрення.
Куля (снаряд) під час польоту стикається з частками повітря і вони коливаються. Завдяки цьому перед кулею (снарядом) підвищується щільність повітря і утворюються звукові хвилі. Тому політ кулі супроводжується характерним звуком.
Якщо швидкість кулі менше швидкості звуку, утворення цих хвиль незначно впливає на її політ тому, що хвилі розповсюджуються швидше швидкості польоту кулі (снаряду). Якщо швидкість польоту кулі більша ніж швидкість звуку, то від стикання хвиль одна об одну утворюється хвиля дуже ущільненого повітря-балістична хвиля, яка гальмує швидкість польоту кулі тому, що куля витрачає частку своєї енергії на утворення цієї хвилі.
Рівнодіюча (сумарна) всіх сил, яка утворюється під впливом повітря на політ кулі, складає силу опору повітря. Місце прикладання сили опору називається центром опору. Дія сили опору повітря на політ кулі (снаряду) досить значна тому, що викликає зменшення швидкості та відстані польоту. Наприклад, куля зразка 1930 року з кутом кидання 15˚ і початковій швидкості кулі 800 м/с в безповітряному просторі полетіла б на відстань 32620 м. Відстань
польоту кулі в тих же умовах, але при наявності сили опору дорівнює тільки 3900 м. Значення сили опору повітря залежить від швидкості польоту, форми і калібру кулі (снаряду), а також від її поверхні і щільності повітря. Сила опору повітря збільшується з збільшенням швидкості польоту кулі, її калібру і щільності повітря.
Мал. 6. Дія сили опору повітря на політ кулі. ЦТ- центр тяжіння; ЦО- центр опору повітря.
Під час польоту кулі, яка швидко обертається в повітрі відбуваються наступні явища. Сила опору повітря намагається повернути кулю головною частиною догори і назад. Але головна частина кулі завдяки швидкому обертанню згідно властивості гіроскопа намагається зберегти придане положення і відхилитися не догори, а досить незначно в бік свого обертання під прямим кутом до напрямку дії сили опору повітря а значить праворуч. Як тільки головна частина кулі відхилиться праворуч, зміниться напрямок дії сили опору повітря – вона намагається повернути головну частину кулі праворуч і назад, але рух головної частини кулі відбудеться не праворуч, а вниз. Завдяки тому, що дія сили опору безперервна, а напрямок її відносно кулі змінюється з кожним відхиленням осі кулі, то головна частина кулі описує коло, а її вісь - конус з вершиною в центрі тяжіння. Відбувається так званий довгий конічний рух, а куля летить головною частиною вперед.(Мал 7).
