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都喜歡說讓子彈飛一會兒 讓子彈飛一會兒

電影里有句臺詞:“讓子彈飛一會兒”風靡一時 。
子彈到底是怎么飛的?這似乎是一個很傻的問題,因為學過高中物理的孩子都會脫口而出:“拋物線唄!”
子彈真的是按拋物線的軌跡飛行的嗎?它是怎么飛的?子彈到底能飛多久?我們今天要就這些問題好好說道說道,因為它背后的答案會出乎你意料 。

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飛行的子彈
什么是拋物線?熱愛體育運動的你對拋物線一定不陌生,籃球、排球在空中劃過的曲線是拋物線,鉛球的拋物線近乎完美 。但足球、網(wǎng)球和乒乓球的運動路徑就不一定了,由于受馬格努斯效應的影響,它們會發(fā)生側(cè)向偏轉(zhuǎn),也就是大家俗稱的“香蕉球”和“弧圈球” 。
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鉛球的拋物線運動
受地心引力影響,我們?nèi)映鋈サ那蚩倳浠氐降孛?。球在空中飛行時會有兩個力(忽略空氣阻力時)作用于它:慣性力使其向前運動,而地球?qū)ξ矬w的引力則會將它向下拉拽 。球在運動中的速度我們可以將其分解為Vx和Vy 。
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拋物線的分解
在初始速度V0和重力加速度的共同作用下,球沿著一條二維曲線前進,直到落回地面,這條曲線就是拋物線 。在物理上,完美拋物線可以分解為一個水平方向的勻速運動與垂直方向自由落體運動,這兩個運動相互獨立,所以當我們知道球體的投擲速度與角度后就不難計算出它的射程 。
子彈的飛行也是一樣簡單嗎?并非如此 。
子彈的運動不是拋物線無論我們在學習自由落體運動還是在講到拋物線運動的時候,都要反復強調(diào)一個重要因素,那就是“忽略空氣阻力” 。一方面是在非常短的運動距離內(nèi),空氣對球體運動的影響比較輕微,另一個原因就是簡化運算 。然而只要你在地球上,特別是在分析子彈這種長距離運動物體時,就不能不考慮空氣阻力的存在 。
子彈飛行受到空氣阻力的影響,它的軌跡被稱為彈道曲線 。彈道曲線是一開始平緩、越到后來越陡峭的復雜曲線,我們再也不能套用拋物線的簡單公式去計算子彈復雜的飛行彈道了 。
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彈道曲線與拋物線不一樣
為什么會出現(xiàn)這種情況?這先要歸結(jié)于子彈的速度 。
你將手伸入水中,幾乎不會感覺到阻力;當你的手在水中劃動,就會感覺到水在阻止手掌的前進;手劃動的速度越快,受到水的阻力也就越大 。
【都喜歡說讓子彈飛一會兒 讓子彈飛一會兒】我們知道空氣是流體,它與水有共同的特點,那就是有粘滯力和拖曳力,這就是空氣阻力 。另外,空氣還可以被壓縮,在運動物體前方產(chǎn)生沖擊波,這在一定的速度下也會影響物體的運動 。
空氣阻力的大小受多種因素影響,比如空氣的密度、溫濕度、運動物體表面的粗糙度、運動方向的投影面積、以及物體運動的速度等等 。一般來說,物體在運動中受到的空氣阻力大小可以以下面的方程來表示:
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空氣阻力方程
從這個方程我們可以看出,子彈在飛行中受到的阻力大小與它速度的平方成正比,子彈飛得越快,它受到的阻力會呈指數(shù)級放大 。當然方程中其它元素也很重要,只是為了不讓文章過于冗長,我們不做重點介紹 。
子彈是怎么飛的?手槍子彈飛行距離短,為了保證更有效地殺傷目標,它被制成各種古怪的外形,空氣阻力并不是主要考慮的因素,這一點我們已經(jīng)在之前的文章中詳細介紹過 。

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