La respuesta depende completamente de factores que varían enormemente de designación de calibre a designación de calibre (el nombre dado por su fabricante a una ronda particular).
Lo digo de esa manera en lugar de simplemente calibre porque, bueno, veamos el calibre de pistola larga más común, .30 – a .30-’06, una .30 Carabina, una .30-30, una .308, una .300 WSM, un 7.62X39, un .300 Savage, un .300 AC Blackout … todos estos fusiles de calibre .30 “disparan balas de calibre .30 (diámetro en pulgadas). Pero cada cartucho contiene diferentes medidas y tipos de pólvora , diferentes longitudes de caja, diámetros, volúmenes y espacio de cabeza interno, diferentes formas y pesos de bala, y se disparan en pistolas utilizando diferentes acciones y longitudes de cañón.
Todos esos factores afectan la velocidad de la bala. Agregue a esos factores los factores adicionales de diferentes formulaciones de cartuchos dentro del mismo nombre de cartucho (por ejemplo, hay literalmente docenas de diferentes cargas de .30-’06 ‘) y el asunto puede volverse confuso para alguien que quiere una respuesta simple: hay es ninguno
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Para calcular la aceleración de bala en el cañón, debe saber muchas cosas, y una de ellas es una de las leyes básicas de la física … un objeto sin energía comienza a disminuir en el instante en que alcanza su aceleración máxima después de que comienza a moverse en respuesta a la acción de una fuerza externa (primera ley) … una bala se acelera en respuesta al encendido de la pólvora en su cartucho. Un automóvil es un objeto propulsado : su motor puede impulsarlo a una velocidad creciente o constante. Una bala es un objeto sin poder: solo puede moverse en respuesta a la quema de la pólvora detrás de ella. La pólvora arde a un ritmo prescrito hasta que se quema todo o casi todo. La quema de la pólvora en un espacio confinado crea una burbuja de gas que se expande dentro de la caja del cartucho y, al superar la inercia de la bala, obliga a la única parte móvil del conjunto, la bala, a abandonar la caja del cartucho y comenzar a descender por el cartucho. barril hacia el hocico. El instante de ignición libera una cantidad finita de energía y, por lo tanto, una cantidad finita de fuerza, lo que resulta en una cantidad finita de aceleración.
Por supuesto, la tercera ley dicta que el arma debe alejarse de la bala al igual que dicta que la bala se aleje del arma, y esto se siente como retroceso , una palabra perfectamente correcta para la acción. Una pistola montada en un tornillo de banco, mantenida inmóvil en un dispositivo de masa suficiente para superar esta reacción, impartiría esta porción de la energía de combustión en la parte posterior de la bala, lo que aumentaría un poco su velocidad. La mayoría de las armas no se disparan de esta manera, por lo que el tirador experimenta un retroceso, un movimiento hacia atrás y hacia arriba de la pistola cuando se dispara la bala. Hay otra reacción que corresponde a otra cosa en mi respuesta, pero la guardaré para la otra parte *.
A medida que la bala, un objeto propulsado no propulsado, abandona la caja del cartucho, comienza a disminuir a medida que su única fuente de aceleración (la burbuja de gas) se expande, comenzando a perder su presión a medida que la cantidad de espacio (volumen) tiene que presurizar la burbuja. aumenta Esto se debe a que el barril es un cilindro hueco cuyo volumen se agrega progresivamente al volumen de la caja a medida que la bala avanza hacia el hocico.
Cuando la bala sale del hocico , el gas de combustión deja de tener efecto sobre la bala ya que ambos ya no están contenidos dentro de un espacio confinado. Esto es observable como la nube de humo que sale del barril. En algunas pistolas, se utiliza una pequeña cantidad de gas de combustión, a través de un tubo de gas, para completar el ciclo de acción de la pistola (pistolas de acción semi o totalmente automáticas) para almacenar la siguiente ronda en preparación para disparar. Al salir del hocico, la bala está influenciada por la gravedad, y aunque cesa la aceleración axial, la aceleración hacia la tierra aumenta por la constante gravitacional.
Dentro del barril, sin embargo, la gravedad puede omitirse de la ecuación de velocidad. Aunque la desaceleración dentro del cañón desde el momento del disparo hasta la salida de la bala del cañón es leve, puede explicarse. Debido a la fricción entre la bala y el cañón por el que se desplaza cómodamente , la velocidad perdida es mayor que la velocidad perdida en la primera distancia equivalente a la longitud del cañón por la que viaja la bala a través del (coeficiente de fricción más bajo) del aire. Sin embargo, también tenemos que considerar esa nube de humo y lo que significa, y combinada con la pérdida de la propulsión de gas en la cola de la bala al salir del cañón, la pérdida de velocidad en el primer barril de viaje aéreo es mayor que solo la diferencia en fricción puede explicar. Casi todas las ecuaciones utilizadas para calcular la velocidad de la bala ignoran estos factores porque sus efectos son leves. Sin embargo, un ejercicio puramente científico los incluiría.
La disipación de la velocidad del gas se puede confirmar mediante un experimento simple: utilizando dos petardos idénticos, lanzar una caja de cartón. Use dos cajas de diferentes tamaños. Pese la caja más grande y agregue suficiente cartón a la caja más pequeña para que pese lo mismo al gramo. La única diferencia práctica entre las dos cajas ahora es el volumen . Coloque un petardo debajo de cada caja. Enciende uno y observa qué tan alto se lanza la caja. Haz lo mismo con el otro. ¿Qué caja fue más alta? La caja más pequeña, por supuesto, porque la misma cantidad de gases de escape de combustión tenía un volumen más pequeño en el que expandirse y creaba más presión. En este experimento, la caja es la bala. Entonces, si sus ‘balas’ pesaban lo mismo y la carga era la misma, pero la fuerza ejercida era mayor en una simplemente debido al volumen de la cámara de combustión, ¿qué más le dice eso? ¿Que un barril más largo (mayor volumen) dispara el mismo cartucho más lento? Bueno, eso tiene mucho sentido, excepto que no funciona de esa manera porque una caja hueca no es lo mismo que un barril estriado; una bala Magnum .357 en realidad abandona el cañón de un rifle Magnum .357 un poco más rápido que la misma bala disparada con una pistola Magnum .357; no hubo ningún proyectil en nuestro experimento, y nos faltaba otro elemento, el contacto entre el proyectil y el cañón. Todo lo que demuestra este experimento es que la expansión del gas se ralentiza a medida que aumenta el volumen de expansión . Pero eso es importante saberlo.
Volver a balas y barriles.
La ecuación para calcular la aceleración dentro del cañón de una bala debe tener en cuenta:
Bullet mass. Una bala más pesada tiene más inercia que superar y, por lo tanto, comienza a moverse más lentamente que una bala más ligera.
Tipo de bala ¿Es la bala una punta hueca, nariz redonda, nariz plana o Spitzer? La bala tipo Spitzer es muy afilada, como una aguja, mientras que las otras tienen diversos grados de formas de nariz no aerodinámicas, y recuerde, hay aire dentro del cañón frente a la bala. La cola de barco, la cola plana o la cola cóncava no afectan la aceleración dentro del barril, pero la forma de la nariz sí. Muy leve, pero para una respuesta precisa, cuenta.
Medida de polvo. Una cantidad mayor del mismo tipo de polvo crea más gas en el mismo espacio confinado que una cantidad menor.
Tipo de polvo. Los polvos se queman a diferentes velocidades. Se requiere un polvo de combustión más rápida para algunos pesos de bala y propósitos de carga que otros.
Longitud del cañón. Hasta cierto punto, un cañón más largo imparte más velocidad disparando el mismo calibre y carga que un cañón más corto, pero esto es realmente una función del tiempo: ¿cuánto tiempo tiene que ejercer la presión la burbuja de gas sobre la bala antes de que brote del hocico? Pero hay un punto en la longitud del barril donde no se obtiene ninguna ventaja adicional debido a la reducción de la expansión de gas.
Tipo barril. ¿Es un cartucho que dispara cartuchos de carcasa metálica o un cargador de boca? Si se trata de un cargador de boca, ¿el cañón está rayado o tiene un agujero liso? ¿El cargador está disparando parche y pelota o sabot?
Fricción. Esta es la fuerza restrictiva que el contacto entre la bala y el cañón ejerce sobre la bala, tanto lineal como axialmente, ya que el estriado, que imparte giro para la estabilidad en vuelo, es una fuente adicional de fricción, minando parte de la velocidad de avance de la bala. para crear el giro. (* Aquí está algo más : los tiradores observan la fricción del rifling como torque , la reacción de la tercera ley al giro de la bala; cualquiera que sea la forma del rifle, los pares de retroceso en la dirección opuesta … un giro a la derecha el cañón aprieta la pistola hacia la izquierda. Entonces, en retroceso, una pistola con un cañón girado a la derecha se ve obligada a retroceder desde la bala; hacia arriba porque los humanos no pueden sostener una pistola en retroceso hacia abajo, y el punto de pivote natural de la parte superior del cuerpo es el flexible columna vertebral que se mueve hacia adelante o hacia atrás; y finalmente, hacia la izquierda en respuesta al componente de torque del retroceso.) En física, nada es gratis.
El calibre no es tan importante si se considera que debido a la gran capacidad de polvo y la velocidad de combustión del cartucho de .50 BMG, su bala de 668 granos deja el barril de un Ma Duece a más de 2,900 fps, muy cerca de la velocidad de más de 3,000 fps la bala mucho más pequeña de 55 granos y 5,56 mm sale del cañón de un M16.
Al igual que con todos los cálculos, hay genéricos involucrados, cosas que son bastante constantes independientemente de los detalles del tema, pero también como con todos los cálculos, los detalles del tema importan y deben tenerse en cuenta.
Los genéricos son bastante simples:
Aceleración = Fuerza / Masa. (Segunda ley) La aceleración también se puede calcular con variables adicionales de esta manera:
(Vf – Vi) / T = A; en palabras, la velocidad final menos la velocidad inicial dividida por el tiempo transcurrido es igual a la aceleración.
En los disparos, la velocidad se ve afectada por el peso de la bala, el peso y la velocidad de combustión de la carga, el tiempo transcurrido del disparo en los puntos de medición, la longitud del cañón, la velocidad de giro e incluso el tipo de arma de fuego. . No hay ninguna ecuación de talla única. Los genéricos pueden ser suficientes, pero para ser científicamente precisos, sus ecuaciones deben adaptarse a la misma ronda que está disparando y midiendo, y deben emplear muchos más datos de los que normalmente están disponibles.
Sin embargo, ni siquiera los fabricantes de cartuchos profundizan tanto en estos detalles específicos. Utilizan las montañas de datos de balística que han recopilado durante más de un siglo de producción moderna de cartuchos, así como la innovación más valiosa en el diseño de municiones: el cronógrafo de trampa de velocidad de boca. Es una gran herramienta, un ahorro de tiempo de magnitud inconmensurable para juzgar la causa y el efecto de las formulaciones de carga.
Simplemente miden el ET que toma la bala para pasar de la trampa A a la trampa B mientras vuela a través del cronógrafo.
, donde ‘v’ es la velocidad del cañón (velocidad de la bala cuando sale del rifle) y ‘s’ es la longitud del cañón, debería poder verificar su respuesta. 
