Desde la antigüedad, la humanidad ha tratado de lograr la victoria en una colisión con el enemigo a la máxima distancia posible, para no destruir a sus propios guerreros. Hondas, arcos, ballestas, luego pistolas, ahora cohetes, proyectiles y bombas: todos necesitan un cálculo preciso de la trayectoria balística. Y si con el antiguo "equipo" militar era posible rastrear visualmente el punto de impacto, lo que hizo posible estudiar y disparar con mayor precisión la próxima vez, entonces en el mundo moderno el punto de destino suele estar tan lejos que simplemente es imposible verlo sin dispositivos adicionales.
Qué es una trayectoria balística
Este es el camino que supera algún objeto. Debe tener una cierta velocidad inicial. Se ve afectado por la resistencia del aire y la gravedad, lo que excluye la posibilidad de movimiento en línea recta. Incluso en el espacio, dicha trayectoria se distorsionará bajo la influencia de la gravedad de varios objetos, aunque no tan significativamente como en nuestro planeta. Si no tiene en cuenta la resistencia de las masas de aire, entonces, sobre todo, dicho proceso de movimiento se parecerá a una elipse.
Otra opción es la hipérbole. Y solo en algunos casos será una parábola o un círculo (al llegar a la segunda y primera velocidad espacialrespectivamente). En la mayoría de los casos, tales cálculos se llevan a cabo para misiles. Tienden a volar en la atmósfera superior, donde la influencia del aire es mínima. Como resultado, la mayoría de las veces la trayectoria balística todavía parece una elipse. Dependiendo de muchos factores, como la velocidad, la masa, el tipo de atmósfera, la temperatura, la rotación del planeta, etc., las partes individuales de la ruta pueden adoptar una variedad de formas.
Calcular trayectoria balística
Para entender exactamente dónde caerá el cuerpo liberado, se utilizan ecuaciones diferenciales y el método de integración numérica. La ecuación de la trayectoria balística depende de muchas variables, pero también existe una cierta versión universal que no brinda la precisión requerida, pero es suficiente para un ejemplo.
y=x-tgѲ0-gx2/2V0 2-Cos2Ѳ0, donde:
- y es la altura máxima sobre el suelo.
- X es la distancia desde el punto de partida hasta el momento en que el cuerpo alcanza el punto más alto.
- Ѳ0 – ángulo de lanzamiento.
- V0 – velocidad inicial.
Gracias a esta fórmula, es posible describir una trayectoria de vuelo balístico en un espacio sin aire. Tendrá la forma de una parábola, que es típica de la mayoría de las opciones de libre movimiento en tales condiciones y en presencia de la gravedad. Se pueden distinguir los siguientes rasgos característicos de tal trayectoria:
- El ángulo de elevación más óptimo parala distancia máxima es de 45 grados.
- El objeto tiene la misma velocidad de movimiento tanto en el momento del lanzamiento como en el momento del aterrizaje.
- El ángulo de lanzamiento es el mismo que el ángulo de caída.
- El objeto alcanza la parte superior de la trayectoria exactamente en el mismo tiempo, después de lo cual cae.
En la gran mayoría de los cálculos de este tipo, se acostumbra ignorar la resistencia de las masas de aire y algunos otros factores. Si se tienen en cuenta, la fórmula resultará demasiado complicada y el error no es tan grande como para afectar significativamente la efectividad del golpe.
Diferencias con el plano
Este nombre significa otra variante de la ruta del objeto. La trayectoria plana y balística son conceptos algo diferentes, aunque el principio general es el mismo para ellos. De hecho, este tipo de movimiento implica el máximo movimiento posible en el plano horizontal. Y a lo largo de la trayectoria, el objeto mantiene suficiente aceleración. La versión balística del movimiento es necesaria para moverse a largas distancias. Por ejemplo, la trayectoria plana es lo más importante para una bala. Debe volar lo suficientemente recto durante el mayor tiempo posible y atravesar todo lo que se interponga en su camino. Por otro lado, un cohete o un proyectil de un cañón inflige el máximo daño precisamente al final del movimiento, ya que gana la máxima velocidad posible. Entre sus movimientos, no son tan aplastantes.
Uso moderno
Balísticala trayectoria se usa con mayor frecuencia en la esfera militar. Cohetes, proyectiles, balas, etc., todos vuelan lejos y, para un disparo preciso, debe tener en cuenta muchas variables. Además, el programa espacial también se basa en la balística. Sin él, es imposible lanzar con precisión un cohete para que finalmente no caiga al suelo, sino que dé varias vueltas alrededor del planeta (o incluso se separe de él y se adentre más en el espacio). En general, casi todo lo que puede volar (independientemente de cómo lo haga) está conectado de alguna manera con una trayectoria balística.
Conclusión
La capacidad de calcular todos los elementos y lanzar cualquier objeto en el lugar correcto es extremadamente importante en los tiempos modernos. Incluso si no toma el ejército, que tradicionalmente necesita tales capacidades más que nadie, todavía habrá muchas aplicaciones bastante civiles.
