Desde os tempos antigos, a humanidade tenta alcançar a vitória em uma colisão com o inimigo na distância máxima possível, para não destruir seus próprios guerreiros. Estilingues, arcos, bestas, depois armas, agora foguetes, projéteis e bombas - todos eles precisam de um cálculo preciso da trajetória balística. E se com o antigo "equipamento" militar era possível rastrear visualmente o ponto de impacto, o que possibilitou estudar e atirar com mais precisão na próxima vez, então no mundo moderno o ponto de destino geralmente está tão longe que é simplesmente impossível vê-lo sem dispositivos adicionais.
O que é uma trajetória balística
Este é o caminho que algum objeto supera. Deve ter uma certa velocidade inicial. É afetado pela resistência do ar e gravidade, o que exclui a possibilidade de movimento em linha reta. Mesmo no espaço, tal trajetória será distorcida sob a influência da gravidade de vários objetos, embora não tão significativamente quanto em nosso planeta. Se você não levar em conta a resistência das massas de ar, acima de tudo, esse processo de movimento se assemelhará a uma elipse.
Outra opção é a hipérbole. E somente em alguns casos será uma parábola ou um círculo (ao atingir a segunda e a primeira velocidade espacialrespectivamente). Na maioria dos casos, esses cálculos são realizados para mísseis. Eles tendem a voar na atmosfera superior, onde a influência do ar é mínima. Como resultado, na maioria das vezes a trajetória balística ainda se assemelha a uma elipse. Dependendo de muitos fatores, como velocidade, massa, tipo de atmosfera, temperatura, rotação do planeta e assim por diante, partes individuais do caminho podem assumir várias formas.
Calcular trajetória balística
Para entender exatamente onde o corpo liberado cairá, são utilizadas equações diferenciais e o método de integração numérica. A equação da trajetória balística depende de muitas variáveis, mas também existe uma certa versão universal que não fornece a precisão necessária, mas é suficiente para um exemplo.
y=x-tgѲ0-gx2/2V0 2-Cos2Ѳ0, onde:
- y é a altura máxima acima do solo.
- X é a distância do ponto de partida até o momento em que o corpo atinge o ponto mais alto.
- Ѳ0 – ângulo de arremesso.
- V0 – velocidade inicial.
Graças a esta fórmula, torna-se possível descrever uma trajetória de voo balístico em um espaço sem ar. Acontecerá na forma de uma parábola, o que é típico para a maioria das opções de movimento livre em tais condições e na presença de gravidade. As seguintes características de tal trajetória podem ser distinguidas:
- O ângulo de elevação ideal paraa distância máxima é de 45 graus.
- O objeto tem a mesma velocidade de movimento tanto no momento do lançamento quanto no momento do pouso.
- O ângulo de lançamento é o mesmo que o ângulo de queda.
- O objeto atinge o topo da trajetória exatamente no mesmo tempo, após o que cai.
Na grande maioria dos cálculos desse tipo, costuma-se desprezar a resistência das massas de ar e alguns outros fatores. Se eles forem levados em consideração, a fórmula se tornará muito complicada e o erro não será tão grande a ponto de afetar significativamente a eficácia do acerto.
Diferenças do plano
Este nome significa outra variante do caminho do objeto. Trajetória plana e balística são conceitos um pouco diferentes, embora o princípio geral seja o mesmo para eles. De fato, este tipo de movimento implica o máximo movimento possível no plano horizontal. E ao longo do caminho, o objeto mantém aceleração suficiente. A versão balística do movimento é necessária para percorrer longas distâncias. Por exemplo, a trajetória plana é mais importante para uma bala. Ela deve voar em linha reta o maior tempo possível e perfurar tudo o que estiver em seu caminho. Por outro lado, um foguete ou um projétil de um canhão causa dano máximo precisamente no final do movimento, pois ganha a velocidade máxima possível. Entre seus movimentos, eles não são tão esmagadores.
Uso moderno
Balísticaa trajetória é mais frequentemente usada na esfera militar. Foguetes, projéteis, balas e assim por diante - todos voam longe e, para um tiro preciso, você precisa levar em consideração muitas variáveis. Além disso, o programa espacial também é baseado em balística. Sem ele, é impossível lançar com precisão um foguete para que ele não caia no chão, mas dê várias voltas ao redor do planeta (ou mesmo se desprenda dele e vá mais longe no espaço). Em geral, quase tudo que pode voar (independentemente de como o faça) está de alguma forma conectado a uma trajetória balística.
Conclusão
A capacidade de calcular todos os elementos e lançar qualquer objeto no lugar certo é extremamente importante nos tempos modernos. Mesmo se você não for militar, que tradicionalmente precisa de tais capacidades mais do que qualquer outra pessoa, ainda haverá muitas aplicações bastante civis.
