Главная >> Физика. 10 класс. Базовый уровень. Пурышева

Глава 3. Следствия классической механики

§ 17. Баллистика

Внутренняя и внешняя баллистика

1. В истории есть множество примеров, когда решение проблем повышения обороноспособности государства давало новый импульс развитию науки. Одним из таких примеров может служить появление баллистики (от греч. ballo — бросаю) — науки о движении снарядов. Баллистика зарождалась в те времена, когда каменные ядра выбрасывались на вражеские войска с помощью простых механических катапульт (рис. 50). С появлением пушек баллистика разделилась на два раздела. Внутренняя баллистика изучает движение снаряда (или пули) внутри ствола, а внешняя баллистика рассматривает движение неуправляемых снарядов после их вылета из ствола.

С появлением ракет границы баллистики ещё более расширились. Именно баллистические расчёты траекторий позволяют выводить космические аппараты на орбиту вокруг Земли, отправлять их к Луне и к планетам Солнечной системы.

При расчётах траекторий простых артиллерийских снарядов и пуль, а также сложнейших в техническом плане космических аппаратов современная баллистика применяет законы классической механики.

Движение тела под действием силы тяжести

2. Рассмотрим самую простую баллистическую задачу: движение тела, которому сообщили начальную скорость, направленную под углом а к горизонту. Это может быть, например, движение ядра, выпущенного из пушки.

Для упрощения задачи не будем учитывать сопротивление воздуха. В таком случае тело будет двигаться под действием только силы тяжести. Поскольку дальность полёта тела невелика по сравнению с размерами земного шара (снаряд достигает цель в пределах видимости), можно считать Землю плоской.

Из второго закона Ньютона следует, что ускорение тела будет равно ускорению свободного падения:

откуда

Проекция ускорения на ось ОХ (рис. 51) будет равна нулю, так как тело в горизонтальном направлении будет двигаться равномерно. При этом координата х будет меняться по закону:

x = υ_0xt,

или

х = υ₀cos α • t.                     (1)

В то же время движение по вертикали будет ускоренным, и уравнение для координаты у имеет вид:

или

Продолжение >>>