Статья Николая Борисова "Зачем стрелку из лука баллистика?"

[AstraWlad]

Голубчик, я начал учить физику, когда Вы ещё не родились. Моя покойная мама, меня за двойки не ругала - их у меня по физике не было, ни в школе, ни в ВВУ. Давайте обойдемся без снисходительно-уменьшительного, лады?

Пока Вы пишете чушь вроде: "Уменьшение ускорения до величины равной или меньшей существующей скорости, не вызывает прироста скорости" -- не лады .

[Curuval]

ПУТЬ - функция перемещения по времени.
Первая производная пути - СКОРОСТЬ, отношение пройденного пути ко времени, за которое путь пройден.
Вторая производная пути - она же первая производная скорости - УСКОРЕНИЕ, то есть скорость изменения скорости.
Третья производная - самоназвания не имеет - скорость изменения ускорения.

В данном случае все величины имеют направление, то есть являются ВЕКТОРНЫМИ величинами.
В зависимости от других факторов вектора связанных величин (производных) могут быть сонаправленными или противоположно направленными.
Сонаправленное УСКОРЕНИЕ показывает, наскольку увеличивается скорость за каждую единицу времени, то есть скорость 50 м/с и ускорение 2 м/с означает, что в следующую секунду скорость будет равна 52 м/с.

В рекурсивном (или простом прямом) луке падает третья производная пути, скорость изменения скорости, но сама скорость растёт ДО МОМЕНТА ОТРЫВА ХВОСТОВИКА ОТ ТЕТИВЫ, потому, что именно до этого момента на хвостовик действует сонаправленная пути и скорости сила, создающая сонаправленное ускорение.

 

По-моему яснее написать было-бы нельзя.
Если и после этого дискуссия продолжится, то перед нами точно толстый тролль.

[Saps]

Вспомнил случай из моей преподавательской практики:

После окончания мех-мата МГУ по специальности механика, распределился в местный Политех преподавать студентам математику.
Примерно через 3 месяца меня попросили подменить одного из преподавателей и провести семинар на тему "Криволинейные интегралы".
Группа была экпериментальная, состояла из руководителей машиностроительных предприятий, не имевших высшего образования (но без которого занимать данные должности не полагалось). Занятия проводились в вечернее время.
Прихожу на занятие -  я там самый молодой. Перекличка. Тема занятия. Сразу вопрос: А что такое криволинейные интегралы?
Я даю определение, в котором звучит понятие повторных интегралов.
Следующий вопрос: А что такое повторные.
Снова определение, в котором звучит слово интеграл.
Следующий вопрос: А что такое интеграл?
Следующее определение, в котором звучит Производная.
Следующий вопрос: А что такое производная?
Определение: А это предел, .....
А что такое предел?
А предел - это число.... Число понятно?
Все дружно: понятно!
Возвращаемся к криволинейным интегралам.  

[Saps]

По-моему яснее написать было-бы нельзя.

Единственно исправить опечатку в единицах измерения ускорения. (квадратик дописать)

[шмель009]

Улисс, написал, как минимум, на уровень средней школы.
Я предлагаю, уровень начальной.
 Давайте наглядно. Стрела, не так заметно, возьмём автомобиль. И более привычные  км/ч.
Старт. Все показатели -0
Поехали, газ-скорость растёт, допустим  через 10 м-10 км/ч. ускорение, так же составляет -10 км/ч.
Проехали ещё 10 м, скорость возросла до 30 км/ч, ускорение -20 км/ч.
Жмём газ до полика, ещё 10 м. и скорость 50 км/ч, ускорение 30 км /ч.
 Хватит насиловать машину, пусть сама набирает скорость, ещё 10 м. скорость 60 км.ч, ускорение 10 км/ч.
Едем по городу, на газ не жмём совсем, но на спидометре 62 км/ч Ускорение 2/км.ч.
Вы мне пытаетесь доказать, что в двух последних диапазонах, скорость не выросла?
 Так и стрела, в момент отрыва получила своё 0,0001копеечное ускорение, и максимальную скорость.

[Николай Владимирович]

Улисс, Вы согласились с наличием эффекта планирования, давайте разберемся со скоростью, ускорением и пройденным путем.
Прирост скорости или ускорение возможны только в том случае, если сила воздействующая на тело имеет знак "+", т.е. постоянно возрастает. Если прирост силы не наблюдается, то и ускорение, как физическая величина будет существовать только до того момента, пока вектор скорости не уравняется с вектором ускорения, согласны? Если, после уравновешивания ускорения и скорости, сила воздействующая на предмет останется постоянной, мы будем наблюдать ускорение? А что произойдет, если величина силы начнет уменьшаться? Тупо говоря, что будет происходить, если прикладываемая сила будет равна силе, затрачиваемой на преодоление лобового сопротивления или меньше её?

На парашют действуют сила тяжести Зимли (формирующая УСП) и сила сопротивления воздуха, создающая встречное ускорение. Скорость падения и его ускорение в этом случае определяется геометрической суммой двух ускорений.

Только добавьте: с разными знаками  и не геометрической, а арифметической. Стрела имеет какую-то площадь поверхности вызывающую сопротивление воздуха?

ПУТЬ - функция перемещения по времени.

Это функция перемещения тела в пространстве за единицу времени. В условиях земли, на функцию влияют такие величины как: сопротивление среды и гравитационная сила (сила тяжести).
Первое мы уменьшаем за счет подгонки баллистического коэффициента:
 Баллистический коэффициент (BC): — числовая величина характеризующая способность снаряда (пули) сохранять скорость и направление полета вопреки сопротивлению воздуха - размерная величина, пропорциональная массе тела, делённой на произведение коэффициента сопротивления аэродинамических сил на характерную площадь.
На величину второй можем повлиять увеличением лобового сопротивления при свободном падении (увеличив площадь опоры).
Траектория:

Её элементы:
1. Точка вылета - центр дульного среза, начало траектории;
2. Горизонт оружия - горизонтальная плоскость, проходящая через точку вылета;
3. Точка цели - точка, в которую направляют огонь и стремятся попасть пулями;
4. Линия цели - линия, соединяющая точку вылета с точкой цели;
5. Плоскость стрельбы - вертикальна плоскость, проходящая через линию возвышения;
6. Линия возвышения - линия, являющаяся продолжением оси канала ствола наведенного оружия до выстрела;
7. Линия бросания - линия, являющаяся продолжением оси канала ствола в момент вылета пули;
8. Угол вылета - угол между линией возвышения и линией бросания;
9. Угол прицеливания - угол между линией возвышения и линией цели;
10. Угол места цели - угол между линией прицеливания и горизонтом оружия;
11. Угол возвышения - угол между линией возвышения и горизонтом оружия;
12. Угол бросания - угол между линией бросания и горизонтом оружия;
13. Точка падения - точка пересечения траектории с горизонтом оружия;
14. Точка встречи - точка пересечения траектории с целью или поверхностью преграды;
15. Угол падения - угол между касательной к траектории в точке падения и горизонтом оружия;
16. Угол встречи - угол между касательной к траектории в точке встречи и поверхностью цели;
17. Вершина траектории - наивысшая точка траектории;
18. Высота траектории - кратчайшее расстояние от вершины траектории;
19. Наклонная дальность до цели - расстояние от точки вылета до цели по линии цели;
20. Горизонтальная дальность до цели - расстояние до цели по горизонту оружия;
21. Полная горизонтальная дальность - расстояние от точки вылета до точки падения;
22. Прицельная дальность - расстояние от точки вылета до пересечения траектории с линией прицеливания.

На величину нисходящей ветви (длину её проекции на горизонтальную поверхность), влияет способность тела к замедлению ускорения свободного падения при постоянном направлении вектора скорости и его величине?

Что Вы подразумеваете под пройденным путем? Длину траектории, или длину её проекции на горизонтальную поверхность?

По определению ускорение - это и есть величина изменения скорости. Нет изменения, нет ускорения.

Ускорение характеризуется знаками +, - и может быть равным нулю. Ускорение со знаком "минус", в просторечье называется торможением. Нулевое ускорение дает постоянную скорость. И только ускорение со знаком "+", дает прирост скорости, а для этого требуется чтобы сила воздействующая на тело, была всегда больше силы противодействия.
Еще раз напоминаю формулу ускорения:
http://av-physics.narod.ru/mechanics/acceleration.htm

Уточнил вопрос.

[шмель009]

И только ускорение со знаком "+", дает прирост скорости, а для этого требуется чтобы сила воздействующая на тело, была всегда больше силы противодействия.

Вы о чём? Начали то, речь о разгоне стрелы на луке. И какие там дополнительные силы противодействия возникают в момент вылета?

[шмель009]

Шмель, стрела в силу длины действительно слегка планирует.

С тем же успехом, что и пуля и арбалетный болт, которые "планируют", соответственно меньше.

Улисс, Вы согласились с наличием эффекта планирования

Н.В.
Вы до сих пор не ответили, какова разница в "планировании", этих объектов.

[BigMichael]

Дяденьки, я уже плохо понимаю ваши умные беседы, однако хорошо понимаю, что к теме обсуждения статьи Николая Борисова "Зачем стрелку из лука баллистика" они относятся достаточно косвенно. А посему вы пока пишите, но тему, видимо, надо разделить. Но вы мне только подскажите, с какого момента

[Николай Владимирович]

Не надо её разделять. Всё, что здесь написано имеет прямое отношение к баллистике выстрела из лука.
И я уже ранее писал, что если за внутреннюю баллистику возьмутся те, кто разбирается в механике, а за внешнюю - те, кто разбирается в аэродинамике, то необходимость знаний баллистики лука станет очевидной. И тогда вопросы связанный с длиной стрелы, её спайном, формой и размерами оперения, мощностью лука, его КПД и прочими, станут не только понятными но и обоснованными фундаментальными законами.
Жаль, что пока я вижу либо отрицание законов (как уже отмахнулись от закона Гука), так и попытками "срезать" вот такими вопросами:

Н.В. Вы до сих пор не ответили, какова разница в "планировании", этих объектов.

отвечаю: разницей в коэффициентах аэродинамических сил и разницей в характерной площади. (если тупо, то в лобовом сопротивлении свободному падению).
Или:

И какие там дополнительные силы противодействия возникают в момент вылета?

Отвечаю: инерция покоя или первый закон Ньютона, который также называется Законом инерции:
"Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние."

[AstraWlad]

Инерция уже стала силой... Бедный, бедный Ньютон!

Вы хоть определение силы из школьного учебника в состоянии дать? Баллистики, етидреть...

[Улисс]

Шмель, на нисходящей ветви стрела задирает наконечник засчёт воздействия встречного потока ветра на оперение над стрелой. Из-за этого она дольше сохраняет положение меньшего сопротивления потоку.
Чем длиннее древко (точнее, расстояние от центра масс до центра давления), тем дОльше сохраняется горизонтальное положение стрелы.
Как-то так, более правильно не могу сказать.

НВ, Ваша ошибка в том, что вы путаете величины разного происхождения. Маленькое ускорение - это скалярная оценка, вектор даже самого маленького ускорения при совпедении его с направлением вектора скорости будет вызывать увеличение скалярной величины скорости без изменения её направления.
Сумма - геометрическая, поскольку должно быть учтено направление векторов и углы между ними. Геометрия 6 класс советской школы.
Сила к стреле прилагается до тех пор, пока стрела не потеряет контакт с тетивой и луком, создающим силу давления на хвостовик, вектор которой сонаправлен движению стрелы. Эта сила умешьшается, но есть до момента отрыва - соответственно, до момента отрыва скорость растёт пропорционально моментальному значению силы давления на хвостовик.

[VicM]

Прирост скорости или ускорение возможны только в том случае, если сила воздействующая на тело имеет знак "+", т.е. постоянно возрастает.

Нет. Иметь знак + и постоянно возрастать - это не одно и то-же! Сила, отличная от нуля и совпадающая по направлению будет иметь знак плюс, абсолютно не возрастая при этом.Но тело под действием этой силы будет разгоняться до тех пор, пока противодействующие ему силы не возрастут настолько, чтобы уравновесить эту силу. В случае выстрела из лука, это равновесие до момента покидания тетивы не достигается. Поэтому стрела разгоняется все время до момента отрыва от тетивы.

Только добавьте: с разными знаками  и не геометрической, а арифметической.

Поскольку речь о векторных величинах, а векторы можно складывать геометрическим методом, то термин геометрическая сумма здесь применен Улиссом правильно.

[Николай Владимирович]

Да, согласен. Если векторы не совпадают по направлению - сумма геометрическая. Но в данном случае мы говорим о совпадения направлений векторов. А отсюда сложение идет с учетом знаков. Согласно правил сложения векторов.
И если мы воспользуемся формулой расчета ускорения и подставим в неё одинаковые значения V и Vo, то получим ноль деленный на время. Откуда следует что ускорение равно "0". Если дельта V, будет с отрицательным знаком (начальная скорость больше мгновенной в конкретной точке времени), то ускорение будет со знаком "минус", что называется замедлением движения. Так в чем я не прав?

[Asafan]

Прирост скорости или ускорение возможны только в том случае, если сила воздействующая на тело имеет знак "+", т.е. постоянно возрастает.

(и далее по абзацу)...
 Я уже не знаю, какой пример привести для того, чтобы вы уяснили, что для "разгона", то есть увеличения скорости с течением времени, совсем не обязательно увеличение действующей на тело силы. Вполне достаточно постоянной (пример - падение кирпича, сила, равная его весу, или mg), или уменьшающейся - прирост скорости будет не таким интенсивным, но будет. Применительно к процессу выстрела из лука (вам что, трудно картинки посмотреть ?!!!) этот процесс иллюстрируется так:

Кривые растяжения луков блочного (голубой) и рекурсивного (красный):


Ускорение в зависимости от времени (рекурв - голубой):


Скорость в зависимости от времени (рекурв - голубой):


В какой момент скорость стрелы максимальна? Давайте определимся с этим, и не будем лезть в аэродинамику ДО.

[Николай Владимирович]

Блин, а чем графики, которые я нарисовал отличаются от этих?

[Улисс]

Толкованием.
Просто физика - не библия, толковать её бессмысленно.
Выучил - и применяй себе на благо...

[Николай Владимирович]

Что-то не заметил, чтобы я истолковал графики отлично от ссылок.

[Asafan]

Не спешите, перечтите свои сообщения на последних трех страницах.

[шмель009]

Шмель, на нисходящей ветви стрела задирает наконечник засчёт воздействия встречного потока ветра на оперение над стрелой. Из-за этого она дольше сохраняет положение меньшего сопротивления потоку.
Чем длиннее древко (точнее, расстояние от центра масс до центра давления), тем дОльше сохраняется горизонтальное положение стрелы.
Как-то так, более правильно не могу сказать.

Правильнее, будет вспомнить заветные буковки ФОС, и стрела перестанет задирать нос в любой точке траектории.

разницей в коэффициентах аэродинамических сил и разницей в характерной площади. (если тупо, то в лобовом сопротивлении свободному падению).

Это уже теплее, ибо поначалу вы утверждали о кардинальном различии  полёта лучной стрелы, с пулей и болтом.
Улисс, тебе ещё раз замечу, на все вышеперечисленные снаряды, действуют абсолютно одинаковые силы.
 

Отвечаю: инерция покоя или первый закон Ньютона, который также называется Законом инерции:

Я стараюсь предельно коротко спрашивать, но вы всё равно не вникаете.
Отвечу сам.
 Ни каких дополнительных сил, (во всяком случае вам известных) с момента выпуска стрелы до её вылета, не возникает.
 Простите, но такую беседу, я готов поддерживать , только в рабочее, кабинетное, время. А сейчас солнечный вечер, есть желание проверить теорию на практике. До новых встреч.