2017-01-04
Принцип действия автоматического оружия основан на использовании явления отдачи при выстреле: затвор отходит после выстрела назад и сжимает пружину; сжатая пружина приводит в действие механизм перезарядки. Определить, какую скорость $v$ должна иметь пуля, чтобы затвор отошел назад на расстояние $l$, если масса пули $m$, масса затвора $M$ и жесткость пружины $k$. Массой заряда пренебречь.
Решение:
Для того чтобы затвор отошел назад на расстояние $l$, необходимо, чтобы против упругой силы пружины была совершена работа $kl^{2}/2$. Эта работа будет совершена за счет кинетической энергии, которую получаст затвор при отдаче. Если затвор имеет начальную скорость $u$, то его кинетическая энергия $Mu^{2}/2 = kl^{2}/2$, откуда $u = l \sqrt{k/M}$. С другой стороны, импульс затвора $Mu$ при выстреле должен по модулю равняться импульсу пули $mv$ (так как они противоположны по направлению и в сумме должны дать нуль). Следовательно,
$v = Mu/m = (l/m) \sqrt{kM}$.