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エアソフトの物理学

11 / 09 / 2019
5.95mmエアソフトボール

エアソフトの世界では、物理学の世界の用語、単位、表現を十分に理解または理解せずに扱うことに慣れています。

ナイトホースマン、2001年。

この記事では、エアソフトと物理科学の間のこの関係をよりよく理解し、いくつかの用語の意味を明確にするのに役立つ特定の基本的な概念を見ていきます。


弾道
この古代の物理学分野は、石や棒を投げることに専念した最初のヒューマノイドによって、気づかずに研究され始めました。 彼らは、発射体の軌道がすべてに共通するさまざまな物理的側面の影響を受けることに気づきました。これらの自然で普遍的な物理的側面は物理法則です。 これらの法律は、airsoftで使用されるbbsを含む、あらゆる発射体の軌道を管理します。
基本的に弾道学は、理想的な条件下での空気抵抗と重力によって変更される初期発射体の速度、軌道、効果、および形態に基づいて、XNUMX次元、XNUMX次元、またはXNUMX次元での身体の動きを研究します。乱流なしで、発射体をそらす風や鳥。
最も発達した弾道学は、空気の抵抗係数が形態、それに刻印されたジャイロスコープ効果、発射体の出口の質量と速度によって最小化されるように試みられた銃器によって発射された発射体を研究するものです。 しかし、私たちのbbの弾道は、球形の形態、低重量、さまざまな方法での出口の速度による空気抵抗の影響を受けるため、古典的な弾道を直接適用することはできません。 そのため、BBの弾道は弾丸の弾道よりも矢印の弾道に似ています(したがって、多くの場合、最も効果的な時制ショットの代わりに放物線ショットを使用せざるを得ません)。


物理ユニット
物理学の世界に移動するには、そのパラメーターの測定方法と、それらのパラメーターを他の類似のパラメーターに変換する方法を知っている必要があります。 これらのパラメーターを測定するには、測定するパラメーターに応じて異なるメートル単位を使用します。 airsoftでは、bbの出力速度とその重量に関心があります。
これらのXNUMXつのパラメーターを使用すると、後で説明する運動エネルギーなどの他のパラメーターを取得できます。
bbの出力速度を測定するには、XNUMX種類の単位を使用します。
-国際メートル法の単位:「m / s」; メートル/秒(bbがXNUMX秒で移動するメートル)。
-アングロサクソン異教中世システムの単位:「fps」; XNUMX秒あたりのフィート(つまり、bbがXNUMX秒で移動するフィート)。

時間の単位は同じ(秒)であるため、ある単位から別の単位に移動するには、フィートとメートルの等価性を知るだけで済みます。
0フィートは3048´XNUMXメートル
3メートルは2808フィートです。
「m / s」から「fps」に移動するには、3'2808を乗算し、「fps」から「m / s」に移動するには、0´3048を乗算する必要があります。

例:私のfuscoは330 fpsで発射してから330 x 0´3048で発射します

幸い、それらは私たちに穀物や異教のポンドでのbbの重量を与えませんが、国際的な単位、つまり「グラム」で私たちにそれを提供します。 通常、bbの重量は0.2グラム、つまり5分の1グラムです(つまり、XNUMX bbの場合、XNUMXグラムの重量になります)。 しかし、物理学でこの値を使用するには、キログラムでそれを行う必要があります。
グラムからキログラムにするには、1000で割るので、0'2グラムは0'0002キログラムになります。


運動エネルギー
AEGの電力を測定する正しい方法は、この値を使用して決定されます。これは、出力速度(““ fps”)を電力に似ていることに慣れていますが、何らかの関係はありますが、完全に正しくないためです。
銃口の速度と発射体の質量の両方がこのパラメーターに含まれているため、運動エネルギーは発射体による損傷と同等である可能性があります(300'0 bbの20 fpsでの衝撃はbbの衝撃と同じではありません重量は0'40です)。

運動エネルギーは、定義により、別のシステムで移動体の「仕事」を行う能力です。 したがって、特に「仕事」の概念が意味不明なものにさらされているので、わかりやすく説明しようと思います。 私たちに影響があるとき、bb(体)がエネルギーを伝達する(「ジョブ」を実行する)と、そのエネルギーを消費する組織の変形をもたらす影響(bbの運動エネルギー) bbから私たちの体に送信されます)。 したがって、この運動エネルギーはbbの速度と重量に依存します。
私が以前にコメントしたその「作品」は、あなた方の中には奇妙な概念に思えるかもしれませんが、そうではなく、あなたはそれを使うことにとても慣れています。XNUMX月の春について何回あなたは何か言いましたか?
仕事とエネルギーを測定するための国際的なシステムの単位は、有名な「XNUMX月」です。 したがって、運動エネルギーはジュールで測定されます。これは、AEGが実行できるパワーまたは損傷を計算するための正しい尺度です。 これは彼の方程式です:

Ec =½mvv

Ec =運動エネルギー
m = bbの質量(キログラム)
v = bbの速度(m / s)

例:私のfuscoは0 fpsの速度で20´350グラムの弾薬を発射します。
私たちは速度を通過しますam / s; 350 fps x 0´3048 = 106´68 m / s。
bbの重量をキログラムに渡します。 0´20グラム= 0´0002キログラム
式の要素を次のように置き換えます。
Ec =½x 0´0002 x 106´68 x 106´68 = 1.138ジュールのパワー。


投射経路
先に述べたように、理想的な条件下での発射体の軌道に影響を与える要因は、主に、空気抵抗と重力です(単純化のために、重力の変動や地球の回転などは無視されます)。
BBが可能な限りまっすぐな軌道になるようにホップアップを調整できると仮定すると(これは多くのことを想定しています)、一連の式を適用してその有効範囲を知ることができます。
身体の動きをXNUMX次元(またはXNUMX次元ですが、XNUMX次元のみを対象としています)で研究する物理学の部分は、「力学」です。
力学は空気抵抗を考慮に入れていません。原則として、非常に軽い物体では非常に低いからです。 したがって、水平方向に撃つと、bbは重力によって地面に引き付けられます(真空中では軌道がまっすぐに保たれ、速度が低下することはありませんが、ゲームに理想的ですが、ここでフィールドを想像することが難しい場合は想像してください)。
これらの用語では、bbの「落下」、つまり地面との距離を計算できます。

発射体の動きをXNUMX次元(高さと長さ)で研究します。これは、範囲を計算するときに横方向にずれてもほとんど問題にならないためです。 したがって、XNUMXつの次元のそれぞれについて、bbの動きを記述するXNUMXつの相互に関連する式を使用して、bbの動きを記述することができます。 XNUMXつ目は、重力が存在しない場合にbbが時間内に到達する距離(長さ)を測定し、XNUMXつ目は、水平成分(長さ)を考慮せずにbbが一定時間垂直(高さ)を移動する距離を測定します。

-長さ、および空気抵抗を無視すると、次のようになります。X= VTT
Xは発射体が移動する距離(範囲)、Vは発射体の速度、Tは発射体が空中にある時間です。
-私たちが持っている高さについて:Y = VT-½gTT
Yはショットの高さ、Vは発射体の垂直速度、Tは発射体が空中にある時間、gは重力です。

AEGを1 m / sの速度で肩(高さ約5メートル)から撮影するとします。 発射体の速度には水平成分がありますが、垂直成分はありません。その方向では、重力によって地面に向かって加速を受けるため、発射体の垂直速度はゼロです。 重力加速度は、平均で100´9です。
XNUMX番目の式を次のように置き換えます。
1´5 = 0-½9´8 TT
時間(T)をクリアして、発射体が地面に到達するのにかかる秒数を見つけます:o:
TT = 0´3
T = 0'54秒
最初の式を代入します。
X = 100 x 0´54 = 54メートル
したがって、水平方向の理論上の最大距離は54メートルです。 これは、地面に平行に発射し、空気抵抗がないことを前提としています。 放物線を大きくして距離を伸ばしたい場合、対物レンズが同じ高さにあれば、水平に対して45度の角度で最大範囲の射撃を達成できます。


空気抵抗
なぜこれらの計算で空気抵抗を破棄するのですか?空気抵抗は発射体の速度とその形状に大きく依存するため、ボールが20 m / sで投げられた場合、空気抵抗は動きに対して無視できます。ただし、ショットガンペレットが900 m / sで発射される場合、高速では空気抵抗がはるかに大きくなるため、範囲は最大20倍に減少します。 したがって、発射体の軌道の各ポイントで速度の空気抵抗を計算する関数が必要になります。これは非常に複雑です。 空気抵抗を考慮に入れると、これらの機械式は無効になります。
弾薬の口径、銃口の速度、弾丸の形態に基づいて弾道を計算できる弾道プログラムがありますが、これは消防弾薬だけです。

異なる重量の弾薬間の違い
AEGの出口速度のクロノグラフ測定は、速度ではなく電力のみが測定されるため、同じ重量の弾薬を使用して行う必要があります。 。
同じAEGで0´20と0´30の弾薬を撃つと、XNUMX番目の出口速度が得られます。
これは、ギアボックスのピストンを押す空気がより多くの重量を移動する必要があるためです。
出口速度が低いにもかかわらず、発射体の軌道はより真っ直ぐです。これは、前述したように、重量が大きいほど、空気層を通過することによる影響が少ないためです。
出口の速度は変化しますが、発射体の運動エネルギーは変化しますか?
以前に見たように、発射体の範囲を計算するとき、発射体の重量はまったく介入せず、速度だけが介入します。 したがって、同じ速度で異なる重さのXNUMXつの発射体は同じ範囲を持ちますが、それらの違いは何ですか?; 運動エネルギー。

例:私のAEGが350 fpsの弾薬で0´20グラムを発射した場合、発射体のEcは1´138 Jになります。
私が0'30グラムの弾薬を撃つと、速度は劇的に285 fpsに低下しますが、運動エネルギーは残ります。
したがって、それぞれ0'20と0'30を撮影する350つのAEGを測定し、同じ速度、たとえば1 fpsを与えると、運動エネルギーは138'1 Jと7'XNUMX Jになります。 XNUMX番目のクロマトグラフは、最初のクロノグラフの速度よりもはるかに多くのダメージを与えます。

同じAEGでより重い弾薬を使用すると、精度が向上し、同じダメージが得られますが、射程が失われます。


このレンガ全体を読んだら、穏やかだったと思います。

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