Die Physik/Mechanik einer Waffe

Question

Hallo Freunde,

Waffen bzw. die Technik waren für mich schon immer faszinierend. Genau verstanden wie z.B so ein kleines Projektil mit 5 Gramm teilweise Metal oder andere Materialien durchschlägt habe ich es nie.

Mit meinen neu erworben mathematischen und gekoppelten physikalischen Kenntnissen wollte ich der Sache mal auf dem Grund gehen. Dabei kommen allerdings Zahlen heraus die mir unwirklich erscheinen.

Waffenmodell: Glock 17

Lauflänge s = 0,114 m
Mündungsgeschwindigkeit v = 370 m/s
Gewicht Projektil: 0,00408 kg (Laut Wikipedia)

Meine erste Frage war, wie schnell wird die Kugel in einem so kurzen Lauf beschleunigt:

a=v²/2s = (370 m/s)²/(2*0,114m) = 600.438 m/s² 

Kann das richtig sein? 600.438 m/s² ? Da wirkt ja eine Kraft von mehr als 60.000 g auf das Projektil ein!??! Wieso wird das Projektil nicht deformiert?

Wenn die Zahl wirklich stimmen sollte, dann wirkt die Kraft, und verbleibt die Kugel t=v/a = 370 m/s / 600438 m/s² nur 0,0006 Sekunden im Lauf.

Zudem verlässt das Geschoss die Mündung mit 280 J (W=F*s bzw. E=1/2mv²) ...

Kann das alles so stimmen? 

Answer 1

v = 370 m/s
Dies ist bereits Überschallgeschwindigkeit.

a=v²/2s = (370 m/s)²/(2*0,114m) = 600.438 m/s² 

Kann das richtig sein? 600.438 m/s² ?
Da wirkt ja eine Kraft von mehr als 60.000 g auf das Projektil ein!??!
( Du meinst sicher 60 000 g für die Gravitatiosnkonstante
Dies ist aber korrekterweise keine Kraft sondern eine Beschleunigung

Die Kraft wäre
F = m * a = 0.00408 kg * 600 438 m/s^2
F = 3003 N
F = 3 kN
( Dies entspricht der Gewichtskraft von 3 Männern á 100 kg )

Wenn die Zahl wirklich stimmen sollte, dann wirkt die Kraft, und
verbleibt die Kugel t=v/a = 370 m/s / 600438 m/s² nur
0,0006 Sekunden im Lauf.

Stimmt

Die ganzen Werte liegen außerhalb der menschlichen Erfahrungswerte
genauso wie Entfernungen und Größe des Weltalls.

Comments

Hallo Georg,

du hast Recht, mit 60.000 g meinte ich die Beschleunigung.
Bei der Kraft F=m*a = 0,00408 kg * 600438 m/s² bekomme ich gerundet 2450 N heraus ... ?

Trotzdem frage ich mich, wieso erfährt das Geschoss in der Beschleunigungsphase keine Deformation? Schon echt irre..

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Aus irgendwelchen Gründen hatte ich mit 0.005 kg gerechnet.

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Hallo Georg,

kann ich eigentlich jetzt aus der Zeit und und Strecke wieder auf die Mündungsgeschwindigkeit von v = 370 m/s schließen?

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Vorberkung : oben im Text ist auch einmal von 5 gr Masse die Rede.
Daher habe ich die Angabe.

Gegeben :
t = 0.0006 sec
s = 0.114 m
Gleichförmig beschleunigte Bewegung
s = v (max) / 2 * t
0.114 m = v ( max ) / 2 * 0.0006 sec
v ( max ) = 380 m/s

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Hallo Georg,

danke für deine Antwort. Ich habe es einfach mal mit v=at ausprobiert und komme in meinem Beispiel auf ca. 360 m/s..

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360.. 380
oder wie im Aufgabentext angegeben 370 m/s.

Die Unterscheide lassen sich wahrscheinlich auf Rundungen
zurückführen.

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Habe es mir auch gedacht...

Answer 2

a = (370·m/s)^2/(2·(0.114·m)) = 600439 m/s^2

W = 1/2·m·v^2 = 1/2·(0.00408 kg)·(370·m/s)^2 = 279.3 J

Das kann also alles stimmen.