ریاضیات

از ویکیپدیا، دانشنامه آزاد

برای دیگر کاربردها، بالستیک (ابهام‌زدایی) را ببینید .

مسیرهای سه جسم پرتاب شده در یک زاویه (70 درجه). جسم سیاه هیچ شکلی از کشش را تجربه نمی کند و در امتداد یک سهمی حرکت می کند. جسم آبی درگ استوکس را تجربه می کند و جسم سبز درگ نیوتنی را تجربه می کند.

بالستیک رشته ای از مکانیک است که به پرتاب، رفتار پرواز و اثرات ضربه پرتابه ها ، به ویژه مهمات سلاح های برد مانند گلوله ، بمب های هدایت نشده ، راکت یا موارد مشابه مربوط می شود. علم یا هنر طراحی و تسریع پرتابه ها به منظور دستیابی به عملکرد مطلوب.

یک جسم بالستیک یک جسم آزاد در حال حرکت با تکانه است که می تواند در معرض نیروهایی مانند نیروهای وارد شده توسط گازهای تحت فشار از لوله تفنگ یا نازل پیشران ، نیروی طبیعی توسط تفنگ ، و نیروی جاذبه و کشش هوا در طول پرواز باشد.

موشک بالستیک موشکی است که فقط در مرحله نسبتاً کوتاه اولیه پرواز با قدرت هدایت می شود و متعاقباً مسیر آن توسط قوانین مکانیک کلاسیک کنترل می شود . بر خلاف (مثلا) موشک های کروز که به صورت آیرودینامیکی در پروازهای نیرومند مانند یک هواپیمای بال ثابت هدایت می شوند .

فهرست

• 1تاریخ و ماقبل تاریخ
• 2پرتابه ها
• 3پرتابه پرتابه
  • 3.1پرتاب کردن
  • 3.2زنجیر
  • 3.3تعظیم
  • 3.4منجنیق
  • 3.5تفنگ
  • 3.6موشک
• 4زیر فیلدها
  • 4.1بالستیک داخلی
  • 4.2بالستیک انتقالی
  • 4.3بالستیک خارجی
  • 4.4بالستیک ترمینال
• 5برنامه های کاربردی
  • 5.1بالستیک پزشکی قانونی
  • 5.2نجومی
• 6همچنین ببینید
• 7یادداشت
• 8منابع
• 9لینک های خارجی

تاریخ و پیش از تاریخ [ ویرایش ]

اولین پرتابه های بالستیک شناخته شده سنگ و نیزه، [1] [2] و چوب پرتاب بود.

Gaetano Marzagaglia ، Del calcolo balistico ، 1748

قدیمی‌ترین شواهد از پرتابه‌های نوک سنگ، که ممکن است توسط کمان پرتاب شده باشند یا نباشند ، مربوط به سال قبل از میلاد مسیح است. 64000 سال پیش در غار سیبودو ، آفریقای جنوبی امروزی پیدا شد . [3] قدیمی ترین شواهد استفاده از کمان برای پرتاب تیر به حدود 10000 سال پیش برمی گردد. این بر اساس پیکان های چوب کاج یافت شده در دره Ahrensburg در شمال هامبورگ است. آنها شیارهای کم عمقی روی پایه داشتند که نشان می داد از کمان تیراندازی شده اند. [4] قدیمی‌ترین کمانی که تاکنون کشف شده است حدود 8000 سال قدمت دارد که در باتلاق هلمگارد در دانمارک یافت شده است.

به نظر می رسد تیراندازی با کمان با سنت ابزار کوچک قطب شمال ، حدود 4500 سال پیش، وارد قاره آمریکا شده است.

اولین وسایلی که به عنوان اسلحه شناخته شدند در حدود سال 1000 پس از میلاد در چین ظاهر شدند و در قرن دوازدهم این فناوری در بقیه آسیا و در قرن سیزدهم به اروپا گسترش یافت. [5]

پس از هزاران سال توسعه تجربی، رشته بالستیک در ابتدا توسط ریاضیدان ایتالیایی نیکولو تارتالیا در سال 1531 مورد مطالعه و توسعه قرار گرفت، [6] [7] اگرچه او همچنان به استفاده از بخش هایی از حرکت خط مستقیم، قراردادهایی که توسط فیلسوف یونانی ارسطو و آلبرت فیلسوف یونانی ایجاد شده بود، ادامه داد. زاکسن ، اما با این نوآوری که خطوط مستقیم را با یک قوس دایره ای به هم متصل کرد. گالیله اصل حرکت مرکب را در سال 1638 تأسیس کرد، [8] با استفاده از این اصل برای استخراج شکل سهموی مسیر بالستیک. [9] بالستیک توسط اسحاق نیوتن بر مبنای علمی و ریاضی محکمی قرار گرفتبا انتشار Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica در سال 1687. این قوانین ریاضی حرکت و گرانش را به وجود آورد که برای اولین بار امکان پیش بینی موفقیت آمیز مسیرها را فراهم کرد. [ نیازمند منبع ]

کلمه بالستیک از کلمه یونانی βάλλειν ballein به معنای پرتاب کردن گرفته شده است.

پرتابه ها [ ویرایش ]

نوشتار اصلی: پرتابه

پرتابه به هر جسمی گفته می شود که با اعمال نیرو به فضا پرتاب می شود (خالی یا غیر) . اگرچه هر جسمی که در فضا در حال حرکت است (مثلاً توپ بیسبال پرتاب شده ) یک پرتابه است، این اصطلاح معمولاً به یک سلاح برد اشاره دارد . [10] [11] معادلات ریاضی حرکت برای تجزیه و تحلیل مسیر پرتابه استفاده می شود . [ نیازمند منبع ]

نمونه هایی از پرتابه ها عبارتند از: توپ ، تیر ، گلوله ، گلوله توپ ، راکت بدون بال و غیره [ نیازمند منبع ]

پرتابه پرتابه [ ویرایش ]

پرتاب [ ویرایش ]

نوشتار اصلی: پرتاب

پرتاب های بیس بال می تواند بیش از 100 مایل در ساعت باشد [12]

پرتاب پرتاب پرتابه با دست است. اگرچه برخی از حیوانات دیگر می توانند پرتاب کنند، اما انسان ها به دلیل مهارت بالا و قابلیت زمان بندی خوب، پرتاب کننده های غیرعادی خوبی هستند و اعتقاد بر این است که این یک ویژگی تکامل یافته است. شواهد پرتاب انسان به 2 میلیون سال قبل برمی گردد. [13] سرعت پرتاب 90 مایل در ساعت که در بسیاری از ورزشکاران یافت می شود بسیار بیشتر از سرعتی است که شامپانزه ها می توانند اشیاء را پرتاب کنند، که حدود 20 مایل در ساعت است. [13] این توانایی نشان دهنده توانایی ماهیچه ها و تاندون های شانه انسان برای ذخیره کشش تا زمانی است که برای حرکت دادن یک جسم مورد نیاز باشد. [13]

اسلینگ [ ویرایش ]

نوشتار اصلی: زنجیر (سلاح)

اسلینگ یک سلاح پرتابه است که معمولاً برای پرتاب گلوله‌های بی‌نقص مانند سنگ، گل یا گلوله سربی استفاده می‌شود .

یک زنجیر دارای یک گهواره یا کیسه کوچک در وسط دو طناب است. سنگ زنجیر در کیسه قرار می گیرد. انگشت وسط یا شست از طریق یک حلقه در انتهای یک بند ناف قرار می گیرد و یک زبانه در انتهای بند ناف دیگر بین انگشت شست و سبابه قرار می گیرد. زنجیر در یک قوس چرخانده می شود و زبانه در یک لحظه دقیق آزاد می شود. این باعث می شود پرتابه به سمت هدف پرواز کند.

تعظیم [ ویرایش ]

نوشتار اصلی: تیر و کمان

کمان قطعه ای انعطاف پذیر از مواد است که پرتابه های آیرودینامیکی به نام تیر را پرتاب می کند. یک رشته دو سر را به هم می‌پیوندد و وقتی نخ به عقب کشیده می‌شود، انتهای چوب خم می‌شود. هنگامی که ریسمان آزاد می شود، انرژی پتانسیل چوب خم شده به سرعت فلش تبدیل می شود. [14] تیراندازی با کمان هنر یا ورزش پرتاب تیر از کمان است. [15]

منجنیق [ ویرایش ]

نوشتار اصلی: منجنیق

منجنیق 1 Mercato San Severino

منجنیق وسیله ای است که برای پرتاب یک پرتابه در مسافت های طولانی بدون کمک وسایل انفجاری - به ویژه انواع مختلف موتورهای محاصره باستانی و قرون وسطایی استفاده می شود. [16] منجنیق از زمان های قدیم مورد استفاده قرار گرفته است، زیرا ثابت شده است که یکی از مؤثرترین مکانیسم ها در طول جنگ است. کلمه "منجنیق" از کلمه لاتین catapulta گرفته شده است، که به نوبه خود از یونانی καταπέλτης ( katapeltēs )، خود از κατά ( kata )، "در مقابل" [17] و πάλλω ( pallō )، "پرتاب کردن، پرتاب کردن" گرفته شده است. [18] [19]منجنیق توسط یونانیان باستان اختراع شد . [20] [21]

تفنگ [ ویرایش ]

نوشتار اصلی: تفنگ

یواس‌اس آیووا (BB-61) در سال 1984 یک بخش وسیع را شلیک کرد.

تفنگ یک سلاح معمولی لوله ای یا وسیله دیگری است که برای پرتاب پرتابه یا مواد دیگر طراحی شده است. [22] پرتابه ممکن است جامد، مایع، گاز یا انرژی باشد و ممکن است آزاد باشد، مانند گلوله‌ها و گلوله‌های توپخانه، یا اسیر مانند کاوشگرهای تازر و زوبین‌های شکار نهنگ . ابزار پرتاب بر اساس طراحی متفاوت است، اما معمولاً توسط فشار گاز، یا از طریق احتراق سریع یک پیشرانه ایجاد می شود.یا فشرده شده و با وسایل مکانیکی ذخیره می شود و روی پرتابه در داخل یک لوله با انتهای باز به شکل پیستون عمل می کند. گاز محصور شده پرتابه متحرک را در طول لوله شتاب می دهد و سرعت کافی برای حفظ حرکت پرتابه را به محض اینکه عمل گاز در انتهای لوله یا پوزه متوقف شود، ایجاد می کند. از طرف دیگر، شتاب از طریق تولید میدان الکترومغناطیسی ممکن است به کار گرفته شود که در این صورت ممکن است لوله کنار گذاشته شود و ریل راهنما جایگزین شود.

یک مهندس اسلحه یا زره پوشی که اصول علمی بالستیک را برای طراحی فشنگ ها به کار می برد، اغلب بالستیک نامیده می شود .

موشک [ ویرایش ]

نوشتار اصلی: موشک

موشک فالکون 9 فول تراست اسپیس ایکس ، 2017

موشک موشک ، فضاپیما ، هواپیما یا وسیله نقلیه دیگری است که نیروی رانش را از موتور موشک به دست می آورد . اگزوز موتور موشک به طور کامل از پیشرانه های حمل شده در داخل موشک قبل از استفاده تشکیل می شود. [23] موتورهای موشک با عمل و واکنش کار می کنند . موتورهای راکت، موشک ها را به سادگی با پرتاب کردن اگزوز آن ها به عقب به سمت جلو می راند.

در حالی که موشک‌ها برای استفاده در سرعت پایین نسبتاً ناکارآمد هستند، راکت‌ها نسبتاً سبک و قدرتمند هستند و قادر به ایجاد شتاب‌های زیاد و دستیابی به سرعت‌های بسیار بالا با کارایی معقول هستند. موشک ها به جو متکی نیستند و در فضا بسیار خوب عمل می کنند.

قدمت موشک های نظامی و تفریحی حداقل به قرن سیزدهم چین بازمی گردد . [24] استفاده علمی، بین سیاره ای و صنعتی قابل توجهی تا قرن بیستم اتفاق نیفتاد، زمانی که موشک فناوری توانمند برای عصر فضا بود ، از جمله قدم گذاشتن بر روی ماه . راکت ها اکنون برای آتش بازی ، تسلیحات ، صندلی های پرتاب کننده ، وسایل نقلیه پرتاب ماهواره های مصنوعی ، پروازهای فضایی انسان و اکتشافات فضایی استفاده می شوند .

راکت های شیمیایی رایج ترین نوع موشک های با کارایی بالا هستند و معمولاً اگزوز خود را با احتراق پیشران موشک ایجاد می کنند . موشک های شیمیایی مقدار زیادی انرژی را به شکلی که به راحتی آزاد می شود ذخیره می کند و می تواند بسیار خطرناک باشد. با این حال، طراحی، آزمایش، ساخت و استفاده دقیق، خطرات را به حداقل می رساند.

زیر فیلدها [ ویرایش ]

بالستیک را می توان با استفاده از عکاسی با سرعت بالا یا دوربین های پر سرعت مطالعه کرد. عکسی از شلیک هفت تیر اسمیت و وسون، که با فلاش شکاف هوا با سرعت بسیار بالا گرفته شده است. با استفاده از این فلاش زیر میکروثانیه می توان از گلوله بدون تاری حرکت تصویربرداری کرد.

بالستیک اغلب به چهار دسته زیر تقسیم می شود: [25]

• بالستیک داخلی مطالعه فرآیندهایی است که در اصل پرتابه‌ها را شتاب می‌دهند
• بالستیک انتقالی مطالعه پرتابه ها در هنگام انتقال به پرواز بدون نیرو
• بالستیک خارجی مطالعه عبور پرتابه ( مسیر ) در پرواز
• بالستیک ترمینال مطالعه پرتابه و اثرات آن در پایان پرواز

بالستیک داخلی [ ویرایش ]

مقاله اصلی: بالستیک داخلی

بالستیک داخلی (همچنین بالستیک داخلی)، یک رشته فرعی از بالستیک، مطالعه پیشران یک پرتابه است.

در تفنگها ، بالستیک داخلی زمان از اشتعال پیشران تا خروج پرتابه از لوله تفنگ را پوشش می دهد . [26] مطالعه بالستیک داخلی برای طراحان و استفاده کنندگان از انواع سلاح های گرم، از تفنگ های کوچک و تپانچه ها ، تا توپخانه های با تکنولوژی بالا، مهم است.

برای پرتابه های راکتی ، بالستیک داخلی دوره ای را پوشش می دهد که در طی آن یک موتور موشک نیروی رانش را فراهم می کند. [27]

بالستیک انتقالی [ ویرایش ]

نوشتار اصلی: بالستیک انتقالی

بالستیک انتقالی، همچنین به عنوان بالستیک میانی شناخته می‌شود، [28] مطالعه رفتار پرتابه از زمانی که از پوزه خارج می‌شود تا فشار پشت پرتابه برابر می‌شود، [29] بنابراین بین بالستیک داخلی و بالستیک خارجی قرار می‌گیرد .

بالستیک خارجی [ ویرایش ]

مقاله اصلی: بالستیک خارجی

0:05

تصویر شلیرن از گلوله ای که در پرواز آزاد حرکت می کند که دینامیک فشار هوا را در اطراف گلوله نشان می دهد.

بالستیک خارجی بخشی از علم بالستیک است که به رفتار پرتابه بدون نیرو در هنگام پرواز می پردازد.

بالستیک خارجی اغلب با سلاح گرم همراه است و با فاز پرواز آزاد بدون نیرو گلوله پس از خروج از لوله تفنگ و قبل از اصابت به هدف سروکار دارد، بنابراین بین بالستیک انتقالی و بالستیک ترمینال قرار می گیرد.

با این حال، بالستیک خارجی نیز به پرواز آزاد راکت ها و سایر پرتابه ها مانند توپ، فلش و غیره مربوط می شود.

بالستیک ترمینال [ ویرایش ]

مقاله اصلی: بالستیک ترمینال

بالستیک ترمینال مطالعه رفتار و اثرات یک پرتابه در هنگام برخورد با هدف است. [30]

بالستیک ترمینال هم برای پرتابه های کالیبر کوچک و هم برای پرتابه های کالیبر بزرگ (پرتاب شده از توپخانه ) مرتبط است. مطالعه برخوردهای با سرعت بسیار بالا هنوز بسیار جدید است و هنوز بیشتر در طراحی فضاپیما به کار می رود .

برنامه های کاربردی [ ویرایش ]

آپولو 11  - محاسبات اختر دینامیکی به فضاپیماها اجازه سفر به ماه و بازگشت از ماه را داده است.

بالستیک پزشکی قانونی [ ویرایش ]

مقاله اصلی: بررسی سلاح گرم پزشکی قانونی

بالستیک قانونی شامل تجزیه و تحلیل گلوله ها و اثرات گلوله برای تعیین اطلاعات استفاده از دادگاه یا بخش دیگری از یک سیستم حقوقی است. جدا از اطلاعات بالستیک، بررسی علائم اسلحه گرم و ابزار (" انگشت نگاری بالستیک ") شامل تجزیه و تحلیل شواهد نشانه اسلحه، مهمات و ابزار به منظور تعیین اینکه آیا یک سلاح گرم یا ابزار خاص در ارتکاب جرم استفاده شده است یا خیر.

اختر دینامیک [ ویرایش ]

مقاله اصلی: مکانیک مداری

آسترودینامیک کاربرد بالستیک و مکانیک آسمانی برای مسائل عملی مربوط به حرکت موشک ها و سایر فضاپیماها است. حرکت این اجسام معمولاً از قوانین حرکت نیوتن و قانون گرانش جهانی نیوتن محاسبه می شود . این یک رشته اصلی در طراحی و کنترل ماموریت فضایی است.

همچنین مشاهده کنید [ ویرایش ]

• زره پوش
• هدایت بالستیک (مربوط به انتقال الکترون )
• حد بالستیک
• ترومای بالستیک
• تجزیه و تحلیل الگوی لکه خون
• خطای دایره ای محتمل است
• بقایای گلوله
• شوک هیدرواستاتیک
• LTE تامپسون
• میکروسکوپ و بالستیک
• پیتر بیلکویچ
• فیزیک سلاح گرم
• حرکت پرتابه
• پایان قدرت
• مسیر حرکت
• اثر بخار