Фізика у військовій справі

Управління освіти і науки

Чернігівської обласної державної  адміністрації

Чернігівський професійний будівельний ліцей

Методична розробка на тему:

«Фізика у військовій справі»

Підготувала:

викладач фізики ЧПБЛ

Івашута С.М.

Військова справа тісно пов’язана з фізикою. Щоб досконало оволодіти навичками роботи з військовою технікою, треба вивчити основні закони фізики. Адже саме їх врахування дає чітке і ефективне виконання військових задач. Отже сьогодні ми говоримо про фізику у військовій справі.

Під час війни використовують: засоби нападу; засоби захисту; засоби розвідки; засоби управління.

Засоби  нападу

   Взявши вперше в руки вогнепальну зброю, перше запитання, яке приходить на думку: «Що заставляє кулю рухатись?». І тут доречним буде згадати основні поняття і закони фізики.

1. Виконання роботи

Під час пострілу з рушниці сила тиску порохових газів виконує роботу - переміщує кулю вздовж ствола, швидкість кулі при цьому збільшується.

2. Закон збереження енергїї.

Під час пострілу відбувається процес дуже швидкого перетворення одного виду енергії в інший. Хімічна енергія пороху під час його згоряння переходить у теплову енергію, яка, своєю чергою, перетворюється в механічну енергію руху системи «куля - порохові гази - ствол».

           3. Закон збереження імпульсу, реактивний рух.

Під час пострілу автомат отримує швидкість у стільки разів меншу від швидкості кулі, у скільки разів маса автомата більша за масу кулі.

         4. Рух тіла під кутом до горизонту.

Якщо розглянути траєкторію руху кулі- це парабола. Викривлення траєкторії відбувається внаслідок дії на кулю двох сил- сили тяжіння та сили опору повітря.

Найбільша дальність польоту для куль різних видів зброї дорівнює 35⁰.

         5. Вологість.

Постріл може взагалі не відбутися. Таке явище називається осічкою. Однією з її причин може бути підвищена вологість

         6. Звукові явища.

При пострілі утворюється ударна хвиля, яка є джерелом звуку.

        7. Теплові двигуни.

Вогнепальна зброя – це один із видів теплових двигунів.

Станковий протитанковий гранатомет СПГ-9

1.Оптичний приціл - геометрична оптика

2.Гладкоствольна зброя -  ракета в стволі не обертається закон збереження моменту імпульсу.

3. При пострілі з гранатомета гази, що утворюються від згоряння порохового заряду, викидають гранату з каналу ствола, а частина порохових газів відводиться назад через сопло–реактивний рух

Чому перед пострілом солдати присідають на землю та закривають вуха руками?

Пояснення: Під час пострілу утворюються звукові хвилі з великою амплітудою коливань, що можуть травмувати барабанні перетинки  або викликати болісні відчуття. Від них людина захищається, закриваючи вуха руками. Віддача ствола викликає коливання, що поширюються в землі. Присідаючи людина збільшує стійкість свого тіла (оскільки зменшується висота розташування центру мас) і зменшує можливість отримання травми при падінні.

      Ще одним з видів засобів нападу є HIMARS, «Іскандер», Ураган, Нептун, в яких використовуються як керовані так і некеровані ракети. Знаючи правила складання сил і три закони Ньютона і закон збереження імпульсу можна розрахувати на яку максимальну відстань може полетіти ракета HIMARS. Адже всі ракети літають, прискорюючи продукти згоряння палива в один бік, а решту ракети — в інший. (реактивний рух). Тож, знаючи масу одного та іншого, можна розрахувати максимальну дальність польоту.

Ядерна зброя – зброя масового ураження. Вибух відбувається за рахунок вивільнення великої кількості атомної енергії внаслідок ланцюгової реакції поділу ядер урану і плутонію.   Може нанести ударну, температурну та опромінюючу дію.

Засоби  захисту

Маскування - оптика, фізіологія зору.

Швидкість та прохідність – механіка

Броня-динаміка, закони збереження

Перехоплення засобів ураження – оптика, механіка, радіоелектроніка.

V-подібну форму нижньої частини корпусу для розсіювання енергії вибуху, а також спеціальні крісла з амортизацією, закріплені у місцях, що зазнають меншого впливу від вибухових навантажень.

Обережно, міни!

Основний елемент мінношукача — датчик, який складається з однієї або декількох котушок індуктивності. Передаюча котушка випромінює електромагнітні хвилі, які створюють в металевому предметі вихрові струми, а ті в свою чергу — вторинне (відображене, зустрічне) е/м поле. В результаті «відповідної реакції» змінюється магнітна індукція поля приймальної котушки. Ця зміна реєструється за допомогою електроніки, і прилад певним чином повідомляє користувача — наприклад, подає звуковий або світловий сигнал. (явище електромагнітної індукції та звукові явища)

Протитанковий ракетний комплекс Javelin

Ракета комплексу «Javelin» має інфрачервону головку самонаведення в ньому реалізований принцип «вистрілив-забув», де після пуску ракета самостійно корегує траєкторію свого польоту на 2,5 км. (оптичне наведення , теплове захоплення та введення цілі ракетою).

Український протитанковий ракетний комплекс ПТРК “Стугна”

Комплекс оснащений напівавтоматичною системою наведення за лазерним променем. Також можливе дистанційне керування ракетою по телевізійному каналу із закритої позиції (спеціально підготовленого укриття).

Засоби розвідки

Засоби розвідки поділяють на :оптичні, тепловізійні, радіочастотні (радари), радіаційні.

Очі армії: бінокль, перископ, стереотруба, артилерійська бусоль, лазерний ціле вказівник, прилади нічного бачення, тепловізори, безпілотні літальні апарати.

      Всім відомо, що прилади нічного бачення використовуються при низькій освітленості або при її повній відсутності. Зі шкільного курсу фізики відомо, що зір людини не універсальний і що людське око «бачить» тільки певне випромінювання. Також фізика говорить про те, що будь-яка поверхня володіє прекрасною властивістю – вона може відбивати будь-яке випромінювання. Саме цю властивість поверхні і використовує прилад нічного бачення, перетворюючи і додаючи яскравості відбитому випромінюванню, яке звичайне людське око просто не бачить. Щоб збільшити коефіцієнт підсилення світла застосовують фотокатоди на арсеніді галію (фотоефект). Бачимо в зелених кольорах. Цей відтінок обраний з умови максимальної чутливості людського ока і мінімальної напруги для психіки.

Тепловізор – вловлюють лише випромінювання, які виходять від нагрітих тіл.

Принцип дії тепловізора базується на перетворенні випромінювання інфрачервоного спектру в видимий діапазон світлового випромінювання. Переваги тепловізора в тому, що він бачить крізь димову завісу і туман, коли навіть військові прилади нічного бачення відмовляють геть.

БПЛА оснащений двигуном внутрішнього згорання, дистанційне керування- електромагнітні хвилі.

Радіоелектронна розвідка (РЕР)- виявлення цілей за допомогою радіочастотного електромагнітного випромінювання.

Радіоелектронна боротьба (РЕБ)- придушення засобів зв'язку  та дистанційного керування противника за допомогою радіочастотного електромагнітного випромінювання.

Засоби управління

Маємо пункти керування, в яких теж використовуються електромагнітні хвилі.

      Тільки вдале поєднання засобів нападу,  засобів захисту, засобів розвідки та засобів  управління створить ефективну зброю. Ну і що тут обійшлося без фізики?