Los propietarios de armas a menudo están interesados en la velocidad de retroceso, pero no son los únicos. Hay muchas otras situaciones en las que es una cantidad útil de saber. Por ejemplo, un jugador de baloncesto que toma un tiro en salto puede querer saber su velocidad hacia atrás después de soltar la pelota para evitar estrellarse contra otro jugador, y el capitán de una fragata puede querer saber el efecto que tiene la liberación de un bote salvavidas en el movimiento hacia adelante de la nave En el espacio, donde las fuerzas de fricción están ausentes, la velocidad de retroceso es una cantidad crítica. Usted aplica la ley de conservación del impulso para encontrar la velocidad de retroceso. Esta ley se deriva de las Leyes del Movimiento de Newton.
TL; DR (Demasiado Largo; No Leyó)
La ley de la conservación del momento, derivada de las Leyes del Movimiento de Newton, proporciona una ecuación simple para calcular la velocidad de retroceso. Se basa en la masa y la velocidad del cuerpo eyectado y la masa del cuerpo que retrocede.
Ley de conservación del impulso
La tercera ley de Newton establece que toda fuerza aplicada tiene una reacción igual y opuesta . Un ejemplo comúnmente citado al explicar esta ley es el de un automóvil a alta velocidad que golpea una pared de ladrillos. El automóvil ejerce una fuerza sobre la pared, y la pared ejerce una fuerza recíproca sobre el automóvil que lo aplasta. Matemáticamente, la fuerza incidente (F I) es igual a la fuerza recíproca (F R) y actúa en la dirección opuesta: F I = - F R. Newton La segunda ley define la fuerza como la aceleración del tiempo de masa. La aceleración es cambio en la velocidad (Δv ÷ Δt), por lo que la fuerza se puede expresar F = m (Δv ÷ Δt). Esto permite reescribir la Tercera Ley como m I (Δv I ÷ Δt I) = -m R (Δv R ÷ Δt R ) En cualquier interacción, el tiempo durante el cual se aplica la fuerza incidente es igual al tiempo durante el cual se aplica la fuerza recíproca, por lo que t I = t R y el tiempo se puede factorizar fuera de la ecuación. Esto deja: m IΔv I = -m RΔv R Esto se conoce como la ley de conservación del momento. Cálculo de velocidad de retroceso En una situación de retroceso típica, la liberación de un cuerpo de masa más pequeña (cuerpo 1) tiene un impacto en un cuerpo más grande (cuerpo 2). Si ambos cuerpos comienzan desde el reposo, la ley de conservación del momento establece que m 1v 1 = -m 2v 2. La velocidad de retroceso es típicamente la velocidad del cuerpo 2 después de la liberación del cuerpo 1. Esta velocidad es v 2 = - (m 1 ÷ m 2) v 1. Ejemplo Antes de resolver este problema, es necesario expresar todas las cantidades en unidades consistentes. Un grano equivale a 64.8 mg, por lo que la bala tiene una masa (m B) de 9.720 mg, o 9.72 gramos. El rifle, por otro lado, tiene una masa (m R) de 3.632 gramos, ya que hay 454 gramos en una libra. Ahora es fácil calcular la velocidad de retroceso del rifle (v R) en pies /segundo: v R = - (m B ÷ m R) v B = - (9.72 g ÷ 3.632 g) • 2.820 ft /s = -7.55 ft /s. El signo menos denota el hecho de que la velocidad de retroceso es en la dirección opuesta a la velocidad del bullet. Los pesos se expresan en las mismas unidades, por lo que no es necesario realizar la conversión. Simplemente puede escribir la velocidad de la fragata como v F = (2 ÷ 2000) • 15 mph = 0.015 mph. Esta velocidad es pequeña, pero no es insignificante. Es más de 1 pie por minuto, lo cual es significativo si la fragata está cerca de un muelle.
