根据弹头浪的图形计算炮弹的飞行速度

时间:2024-06-25 22:35:06

【题目】当炮弹或者子弹打出去后,也会在空中形成波浪。如图所示,这是两颗不同速度的炮弹在空中飞行时拍摄的照片。从图中可以看出,在弹头的周围形成了“弹头浪”,其形成原理跟船头浪是一样的,而且满足下面的关系:

弹头浪半角的正弦值等于弹头浪在空中散开的速度跟炮弹的飞行速度之比。

弹头浪在空中散开的速度等于声音的速度,也就是330米/秒。

有了这些知识后,我们就可以根据飞行中的炮弹的照片,计算出它的飞行速度是多少。那么,图中炮弹的飞行速度分别是多少呢?

【解答】首先,我们根据图中弹头浪的图形,测量出两条空气脊的角度。a图大概是80°,b图大概是55°,那么它们的半角分别是40°和27.5°,sin40°≈0.64,sin27.5°≈0.46。前面已经提到,弹头浪的扩散速度是330米/秒。在a图中,这个速度与炮弹飞行速度的比例系数是0.64,而在b图中,它与炮弹飞行速度的比例系数是0.46。

根据这一关系,我们可以得出,在a图中,炮弹的飞行速度是根据弹头浪的图形计算炮弹的飞行速度

,而在b图中,炮弹的飞行速度是根据弹头浪的图形计算炮弹的飞行速度

根据弹头浪的图形计算炮弹的飞行速度

图 两颗飞行中的炮弹形成的空气波浪。

从前面的分析可以看出,利用简单的几何学知识,再借助一点儿物理学知识,就可以解决一些看似费解的难题。比如,根据一张飞行中的炮弹照片,我们可以计算出它在进入相机镜头瞬间的速度。当然了,计算出来的结果只是一个近似值,炮弹在飞行中还可能受到其他一些因素的影响。

【题目】感兴趣的读者朋友,可以试着解答一下图三张照片中炮弹的飞行速度。

根据弹头浪的图形计算炮弹的飞行速度

图 求出三颗飞行炮弹的速度。