В общем суть вопроса,если кто помнит еще физику. Дана емкость с сжиженным газом. Давление около 70 атм, Диаметр трубки,в которой находится "снаряд" 25 мм, длинна трубки - 2 метра,вес снаряда 5,8 г, длинна снаряда-1 см. какая скорость будет на выходном срезе трубки если коэффициент трения 0,3 ?

Дарк я незнаю для чего тебе это нужно...

НО вот есть подобный спор на похожую темку, на каторую к стате так толком не кто и не ответил. Зато предположний куча

http://www.chemport.ru/forum/viewtopic.php?f=4&t=2316

Спасибо,глянул,некоторых моментов не знал,но немного не то) А вообще запуск спутников из пушки это любопытно)

Это не "задачка по физике" а более чем серьезный инженерно-модельный рассчет как мне кажется ).

Ну это планируется реализовать но без предварительных расчетов методом научного тыка боюсь переваривать много придется) Нужно хотя бы приблизительное значение скорости.

зачем тебе Дарк нужны расчеты времен барона Мюнхгаузена...

- Если есть более современные и куда более реалистичные проекты!

Ну вообще у меня тоже реалистичный проект (ну я так думаю) но вот откуда брать необходимые формулы для расчетов?

Ну, то что это совсем не школьная задачка - все уже и так разобрались

 

А так - что-то типа этого: http://www.chemfive.ru/news/dinamika_vystrela/2014-06-27-295

Гуглить адиабатическое расширение газа, но без хорошего знания физики это видится мне довольно бесполезным занятием.

Разберемся,главное понять суть процесса, Через какие-то онлайновые решебники я уже пробовал прогонять,преобразуя величины,но где-то там серьезные косяки,ибо скорость в 1500 м/с мне кажется недостоверной. Ссылку почитал,но там ничего конкретного увы.

Ну, там просто чтобы понять процесс, ибо с расширением давление падает и главное это рассчитать кривую этого изменения. Наверное можно пренебречь точной формой кривой и считать, что давление падает пропорционально увеличению объема.

Для приблизительных расчетов достаточно и начального импульса. Дальнейшее падение давления составляет около 10% скорости.

Наличие жидкой фазы для данного случая неважно. За то время, что снаряд вылетает из ствола, существенной прибавки объёма газа за счёт испарения не будет. Остальное надо искать, как мне кажется, на ресурсах, рассматривающих физику выстрела.

Как я представляю, считается площадь, на которую приходится усилие (расширяющегося газа; S=п*D2/4= 4,9 см2) умножается на давление (69 кг/см2) и считается ускорение при постоянном усилии (69*4,9 = 338 кг - если емкость с газом достаточно велика (тогда падение давления не существенно)). Это задачка из школьной программы. )))

http://filmix.net/dokumentalenye/89913-razrushiteli-legend-sverhzvukovoy-ping-pong-ledyanaya-pushka-mythbusters-killer-ping-pong-ball-2014.html

В разрушителях легенд. Не точные расчеты, но экспериментальные данные с похожими параметрами

Ну чтож...

Наличие жидкой фазы для данного случая неважно. За то время, что снаряд вылетает из ствола, существенной прибавки объёма газа за счёт испарения не будет. Остальное надо искать, как мне кажется, на ресурсах, рассматривающих физику выстрела.

Как я представляю, считается площадь, на которую приходится усилие (расширяющегося газа; S=п*D2/4= 4,9 см2) умножается на давление (69 кг/см2) и считается ускорение при постоянном усилии (69*4,9 = 338 кг - если емкость с газом достаточно велика (тогда падение давления не существенно)). Это задачка из школьной программы. )))

Почти полностью согласен с Драконом Рассвета. На самом деле,задачка простая. Почти всё,что он описал верно..но почти.

Начну с того,что ты,Дарк, не указал объём газа,участвующего в процессе.Уже исходя из этого ты ответ,даже приблизительно правильный не получишь.Ведь может быть несколько случаев:

1 - Объём сжиженного газа + газа в газообразном состоянии может быть наааамного больше чем объём ствола. Тогда падения давления вообще не будет (или будет,но невероятно мизерное). Как и сказал Дракон Рассвета. Тогда для приближённых вычислений тебе уже всё сказали =).

2- Объём сжиженного газа может быть сопоставим с объёмом ствола. И это дело распадается ещё на 2 случая.

2.1- Сжиженный газ,переходя в газообразное состояние из-за увеличения объёма (выстрела) может перейти весь в "газ" к концу выстрела,когда пулька вылетит ,или почти вылетела из ствола. В этом случае результат будет сильно похож на вариант №1.

2.2- Сжиженный газ, переходя в газообразное состояние в результате увеличения объёма, весь перейдёт в это состояние,когда пулька будет находится ещё на почтительном расстоянии от конца ствола. И тогда после окончательного испарения давление начнёт падать. И график давления будет - кривая. А точнее - адиабата. Тогда можно нарисовать график P,V (давление - по вертикальной оси,объём - по горизонтальной...хотя это не важно), взять определённый интеграл на отрезке,когда пулька движется дальше,но уже с потерей давления. Получив с помощью интеграла площадь под этим кусочком графика можно прикинуть среднее значение давления,с которым будет двигаться пулька на этом отрезке,и далее по №1. Ибо мы получим тот же результат.

Вот такие вот пироги. Так просто не отделаться. И уж тем более не брать "падение давление составит 10% скорости" - метод научного тыка в потолок,не более. Это всё зависит от изначально объёма газа,которое ты не указал. По твоей задаче я могу взять объём газа размером как с цистерну,так и 1мм^3.

"Существенной прибавки объёма газа за счёт испарения не будет". Ну..мне кажется иначе,хотя ,честно признаюсь,насчёт этого я не уверен.То есть ты хочешь сказать,что газ будет испаряться будет слишком медленно чтобы оказать влияние? Я думаю сжиженный газ переходит в газообразное состояние достаточно быстро,и тогда давление падать почти не будет.В теории вообще не должно. (ну или это действительно невероятно мизерная величина).Для проверки я купил зажигалку,самую обыкновенную (там ведь сжиженный газ,хотя и далеко не 70 атм),взял тонкую иголку и молоток. Что я делал думаю понятно. Ну что сказать..бил потихоньку. Только я проделал дырочку - зажигалку разорвало нафиг. Газ в момент испарился. Да,осталось мокрое пятнышко,ещё в течении секунды..но пятнышко..по сравнению с тем объёмом,что был изначально..Считаю,что газ достаточно быстро испаряется.Особенно если учесть давление в 70 атм,а не "зажигалочное" которое в районе 20,сыграет свою роль в скорости испарения. Но.опять же повторю - не уверен до конца. В остальном - согласен. 

Изменено 12 февраля, 201511 г. пользователем Liohit

Есть два типа емкости,один можно считать бесконечным в расчетах на один выстрел,порядка 5 кг сжиженного газа. Второй более предпочтительный,12 грамм сжиженного газа. На всю длину ствола его может не хватить,нужно получить приблизительную скорость на выходном срезе трубки,дабы знать есть смысл делать расширительную камеру и делить на порции исходный объем,или же его и на один выстрел не хватит.

Ну..скажу сразу - получилось 128 м/с(при 16 мм в диаметре у ствола и коэфицтенте трения 0.3).Но - это при идеальных условиях.

 Это БЕЗ учёта сопротивления воздуха. И учтём,что диаметр отверстия у баллончика СО2 много меньше 16 мм..и газ будет выходить медленнее.К тому же часть газа будет проскакивать перед снарядом. Так что готовься к скорости вылета своей 5.8 граммовой болванки с меньшей чем 128 м/с скорости. Просто потому что я не знаю как это посчитать. (Баллончик СО2,16 мм диаметр вместо заявленных 25 - это поправки внесённые собственно Дарком).

Как это дело я решал я уже описывал,ничего не изменилось. (правда из-за ошибок иногда вылетали невероятные 543 м/с и жалкие 47 м/с).

 

P.S. Да..затянул с ответом,честно. Даже слишком затянул. Оспорить - пожалуйста.