Hustota řezu - Sectional density

Hustota řezu
Kovový hřebík má ve srovnání s hmotou malou plochu průřezu, což vede k vysoké hustotě průřezu.
Jednotka SI	kilogramů za metr čtvereční (kg / m2)
Ostatní jednotky	kilogramů na centimetr čtvereční (kg / cm2) gramů na čtvereční milimetr (g / mm2) liber na čtvereční palec (lb.m/v2)

Hustota řezu (často zkráceno SD) je poměr objektu Hmotnost k jeho průřez plocha vzhledem k dané ose. Sděluje, jak dobře je hmota objektu rozložena (podle tvaru), aby překonala odpor podél této osy.

Hustota řezu se používá v balistická zbraň. V této souvislosti jde o poměr a projektil váha (často v obou kilogramů, gramů, liber nebo zrna ) k jeho příčný řez (často v obou centimetrů čtverečních, čtverečních milimetrů nebo čtverečních palců ), vzhledem k ose pohybu. Sděluje, jak dobře je hmota objektu rozložena (podle tvaru), aby překonala odpor podél této osy. Pro ilustraci může hřebík proniknout cílovým médiem špičatým koncem nejprve s menší silou než mince stejné hmotnosti ležící naplocho na cílovém médiu.

V době druhá světová válka, mlácení bunkru Röchlingovy granáty byly vyvinuty německým inženýrem August Cönders, založený na teorii zvýšení hustoty průřezu ke zlepšení penetrace. Röchlingovy granáty byly testovány v letech 1942 a 1943 proti Belgičanům Fort d'Aubin-Neufchâteau^[1] a viděl velmi omezené použití během druhé světové války.

Vzorec

V kontextu obecné fyziky je hustota řezu definována jako:

${ displaystyle SD = { frac {M} {A}}}$^[2]

• SD je průřezová hustota
• M je hmotnost střely
• A je plocha průřezu

The Jednotka odvozená od SI pro průřezovou hustotu jsou kilogramy na metr čtvereční (kg / m²). Obecný vzorec s jednotkami se pak stává:

${ displaystyle SD _ { mathrm {kg / sqm}} = { frac {m _ { mathrm {kg}}} {A _ { mathrm {sqm}}}}}$

Kde:

• SD_{kg / m²} je hustota průřezu v kilogramech na metrů čtverečních
• m_kg je hmotnost předmětu v kilogramů
• A_m² je průřezová plocha objektu v metrech

Převodní tabulka jednotek

(Hodnoty v odvážný obličej jsou přesné.)

• 1000 g / mm² se rovná přesně 1 kg / m².
• 10000 kg / cm² se rovná přesně 1 kg / m².
• Vzhledem k tomu, že libra a palec jsou legálně definovány jako 0,45359237 kg a 0,0254 m, z toho vyplývá, že (hmotnost) liber na čtvereční palec je přibližně:

1 lbm / palce² = 0,45359237 kg / (0,0254 m x 0,0254 m) ≈ 703,06958 kg / m²

Použití v balistice

Hustotu průřezu střely lze použít ve dvou oblastech balistika. V rámci externí balistika, kdy je průřezová hustota střely rozdělena jeho koeficientem tvaru (tvarový faktor v obchodním žargonu pro ruční palné zbraně^[3]); dává projektil balistický koeficient.^[4]Hustota řezu má stejné (předpokládané) jednotky jako balistický koeficient.

V rámci terminální balistika, hustota průřezu střely je jedním z určujících faktorů pro průnik střely. Interakce mezi projektilem (fragmenty) a cílovým médiem je však složitým tématem. Studie týkající se lovu kulek ukazuje, že kromě průřezové hustoty určuje průnik střely několik dalších parametrů.^[5][6][7]

Pokud jsou všechny ostatní faktory stejné, projektil s největším množstvím průřezové hustoty pronikne nejhlubší.

Metrické jednotky

Při práci s balistikou pomocí jednotek SI je běžné používat buď gramů na čtvereční milimetr nebo kilogramů na centimetr čtvereční. Jejich vztah k základní jednotce kilogramů na metr čtvereční se zobrazuje v převodní tabulce výše.

Gramů na čtvereční milimetr

Pomocí gramů na čtvereční milimetr (g / mm²), vzorec se pak stává:

${ displaystyle SD _ { mathrm {g / sqmm}} = { frac {m _ { mathrm {g}}} {{d _ { mathrm {mm}}} ^ {2}}}}$

Kde:

• SD_{g / mm²} je hustota průřezu v gramech na čtvereční milimetry
• m_G je hmotnost střely v gramů
• d_mm je průměr střely v milimetrech

Například střela z ručních palných zbraní o hmotnosti 10,4 gramu (160 g) a průměru 7,2 mm (0,284 palce) by měla hustotu průřezu:

10,4 / (7,2 ^ 2) = 0,200 g / mm²

Kilogramů na centimetr čtvereční

Pomocí kilogramů na centimetr čtvereční (kg / cm²), vzorec se pak stává:

${ displaystyle SD _ { mathrm {kg / sqcm}} = { frac {m _ { mathrm {kg}}} {{d _ { mathrm {cm}}} ^ {2}}}}$

Kde:

• SD_{kg / cm²} je hustota průřezu v kilogramů za čtvereční centimetr
• m_G je hmotnost střely v gramů
• d_cm je průměr střely v centimetrech

Například a Střela M107 o hmotnosti 43,2 kg a průměru těla 154,71 mm (15,471 cm) by měl hustotu průřezu:

43,2 / (15,471 ^ 2) = 0,180 kg / cm²

Anglické jednotky

Ve starší balistické literatuře z anglicky mluvících zemí a dodnes je nejčastěji používanou jednotkou pro průřezovou hustotu oběžník průřezy je (hmotnost) liber na čtvereční palec (lb._m/v²) Vzorec se poté stává:

${ displaystyle SD _ { mathrm {lbs / sqin}} = { frac {W _ { mathrm {lb}}} {{d _ { mathrm {in}}} ^ {2}}} = { frac {W_ { mathrm {gr}}} {7000 , {d _ { mathrm {in}}} ^ {2}}}}$^[8][9][10]

Kde:

• SD je průřezová hustota v (hmotě) liber na čtvereční palec
• Ž_lb je hmotnost střely v liber
• Ž_GR je hmotnost střely v zrna
• d _v je průměr střely v palcích

Takto definovaná průřezová hustota je obvykle uvedena bez jednotek.

Jako příklad by střela o hmotnosti 160 zrn (10,4 g) a průměru 0,284 palce (7,2 mm) měla hustotu průřezu (SD):

160/7000 × 1 / 0,284 ^ 2 = 0,283 lbm / in²

Jako další příklad by výše zmíněný projekt M107 o hmotnosti 43,2 kg a průměru těla 6,0909 palce (154,71 mm) měl hustotu průřezu:

95,2 / 6,0909 ^ 2 = 2,567 lb._m/v²

Viz také

• Balistický koeficient

Reference

externí odkazy

• Hustota řezu - praktický vtip? Gerard Schultz