Bleigeschoss oder Gummigeschoss?

Erstens, Schwung$p$bleibt bei einer Kollision im System erhalten:

Der verlorene Impuls des Geschosses muss also auf den Körper übertragen werden (da nichts anderes ihn absorbieren kann).

Zweitens ist Kraft die zeitliche Änderung des Impulses (2. Newtonsches Gesetz):

Je größer also die Momentübertragung (je größer die Impulsänderung), desto größer die Kraft.

Und denken Sie daran, wie das Momentum berechnet wird:

Betrachten wir nun die beiden Kugeln:

• Lead : Es dringt ein, verliert also etwas an Geschwindigkeit und fährt mit weniger Geschwindigkeit fort. Es geht von einer Startgeschwindigkeit aus$v_1$auf eine geringere Geschwindigkeit nach dem Aufprall,$v_2$. Impulsänderung ist

  $$\Delta p=p_2-p_1=mv_2-mv_1=m(v_2-v_1)$$

• Gummi : Es springt zurück, verliert also seine gesamte Vorwärtsgeschwindigkeit und gewinnt Rückwärtsgeschwindigkeit , um sich rückwärts zu bewegen . Die Startgeschwindigkeit ist immer noch$v_1$aber die Endgeschwindigkeit ist negativ (in die entgegengesetzte Richtung),$-v_2$. Impulsänderung ist

  $$\Delta p=p_2-p_1=m(-v_2)-mv_1=m(-v_2-v_1)=-m(v_2+v_1)$$

Nun, welche Dynamik ändern$\Delta p$war größer (ignorieren Sie das Schild, weil uns die Richtung egal ist)? Die Gummigeschosse! Die Geschwindigkeit wurde von positiv auf negativ geändert , was (da sie die gleiche Startgeschwindigkeit hatten) mehr sein muss als eine Geschwindigkeitsänderung von positiv auf nur weniger positiv.

Sorry @Saad, dein Lehrer hatte Recht.

Sie könnten jedoch einwenden und behaupten, dass das Gummigeschoss weniger Kraft ausüben muss, da es nicht eindringt, während das Bleigeschoss es tut.

Aber denken Sie daran, dass es beim Eindringen nicht um Kraft, sondern um Druck geht .

• Wenn ich Sie mit meiner Hand schlage, bekommen Sie vielleicht einen blauen Fleck, aber wenn ich Sie mit der gleichen Kraft mit einem Nagel in meine Hand schlage, wird der Nagel durchdringen und eindringen.

Ebenso können die Gummigeschosse zwar härter treffen, sind aber meist abgerundet und verformen sich beim Aufprall elastisch, sodass die Kontaktfläche viel größer ist. Der Druck, also Kraft pro Fläche , ist dann noch kleiner und hautverträglicher.

Das Bleigeschoss mit der scharfen Spitze trifft mit seiner ganzen Wucht auf diesen winzigen Bereich an der Nasenspitze, wie eine Nadel, die gerade durchsticht.

Ihr Ziel kann ein sehr dichtes, kompaktes Geschoss möglicherweise nicht aufhalten: Es kann austreten und mit einem (möglicherweise großen) Bruchteil seines anfänglichen Schwungs abfliegen. Wenn Ihr Geschoss ein Ziel nicht so gut durchdringt, wie es ein weniger dichtes Gummigeschoss tun könnte (abhängig von den Umständen, einschließlich seiner Geschwindigkeit und Eigenschaften des Ziels), kann es vollständig gestoppt werden (entweder im Ziel stecken bleiben oder davor herunterfallen). ) oder sogar Rückstoß nach dem Aufprall. Dann wird sein gesamter Impuls (und im Falle eines Rückstoßes sogar noch mehr) auf das Ziel übertragen. Das ist vielleicht das, worauf dein Lehrer hinaus will.

Beachten Sie, dass dieses Argument in der Praxis möglicherweise nicht sehr relevant ist: Die durchdringende Kugel verletzt oder tötet mit größerer Wahrscheinlichkeit und verleiht in diesem Sinne mehr Stoppkraft. Es wird wahrscheinlich auch mit mehr kinetischer Energie abgefeuert, hat eine höhere Masse und trägt möglicherweise viel mehr Schwung als ein Gummigeschoss, das wahrscheinlich "weniger tödlich" ist, was der Hauptgrund für die Verwendung dieser ansonsten weniger effektiven (weniger schädlichen) Kugeln ist. Kugeln an erster Stelle.