Выстрел из арбалета

[Koryakin]

Правильно ли я понимаю, что стрела, выпущенная из арбалета (выстрел горизонтальный) будет иметь максимальную скорость непосредственно после прекращения контакта с тетивой ? Или на каком-то расстоянии от арбалета ?

[EvilPhysicist]

Ну дак возьмите и посчитайте. Достаточно принять стрелу материальной точкой, которую бросают под углом к горизонту. Потому найти модуль её скорости в зависимости от времени и найти в какой момент времени он экстремален.

[Koryakin]

Угол к горизонту равен нулю. После выстрела стрела летит, скажем, 10 метров и вонзается в стену. Важен сам момент выхода стрелы из арбалета. Как только стрела потеряла контакт с тетивой она больше не ускоряется ? Так ?

Стрела ведь не может лететь со скоростью больше чем скорость разгоняющей её тетивы ? Я прав ?

[gris]

Вообще-то, если выстрелить с очень-очень высокой горы, то стрела будет лететь вниз по параболе всё более и более разгоняясь.
Вы, конечно, сопротивление воздуха учитываете.
А без него с чего бы стреле замедляться? Она будет лететь всё быстрее и быстрее.
А с сопротивлением воздуха, наверное, картина будет меняться. Но тут надо учитывать аэродинамику конкретной формы стрелы.
На коротких расстояниях воздух будет побеждать силу притяжения и стрела будет лететь всё медленнее.

[Koryakin]

gris в сообщении #479968 писал(а):

Вообще-то, если выстрелить с очень-очень высокой горы, то стрела будет лететь вниз по параболе всё более и более разгоняясь.

В нашем случае полёт стрелы длится такое малое время, что его можно считать горизонтальным.

[EvilPhysicist]

Koryakin в сообщении #479966 писал(а):

Как только стрела потеряла контакт с тетивой она больше не ускоряется ? Так ?

Ну если мы принебрежом ускорением свободного падения, то да.
Просто напишите уравнения Ньютона для неё и вам всё должно стать понятно.

[gris]

Ответ на вопрос сильно зависит от формы, веса, даже от гибкости стрелы. И, конечно, от начальной скорости и близости мишени.
В спокойном воздухе на неё будут действовать два фактора: влияние воздуха — замедляющий и притяжение Земли, которое будет разгонять стрелу на нисходящем участке траектории. В начале полёта стрела будет замедляться, а уж успеет притяжение победить воздух (а там не только лобовое сопротивление) до попадания в мишень, сказать трудно.

[Koryakin]

gris в сообщении #479978 писал(а):

Ответ на вопрос сильно зависит от формы, веса, даже от гибкости стрелы. И, конечно, от начальной скорости и близости мишени.
В спокойном воздухе на неё будут действовать два фактора: влияние воздуха — замедляющий и притяжение Земли, которое будет разгонять стрелу на нисходящем участке траектории. В начале полёта стрела будет замедляться, а уж успеет притяжение победить воздух (а там не только лобовое сопротивление) до попадания в мишень, сказать трудно.

Какая необходимость рассматривать гибкость, форму и вес стрелы в контексте данной задачи ?

[Gravist]

Так Вы условия то и не привели!

[gris]

В условии ничего не говорится о расстоянии до мишени, о высоте арбалета над землёй. Если выстрел происходит с высоты в человеческий рост из обычного арбалета на ровной поверхности в безветренный день, то кинетическая энергия стрелы, а значит и скорость, будет уменьшаться из-за сопротивления воздуха до её падения на землю или попадания в мишень.
Если же высота снижения намного превосходит дальность полёта, то всё может быть.
Иногда условия задачи так сильно меняются автором, что приходится рассматривать все варианты.
Короче, если полёт практически горизонтальный и нет попутного урагана, то скорость будет уменьшаться.

Может быть вопрос возник из-за сравнения со скоростью пули, которая после вылета из дула может слегка ускорится под действием пороховых газов?

В арбалете после прекращения контакта с тетивой стрела может ещё микроскопические доли секунды контактировать с ложем и замедлиться и из-за этого тоже.

[arseniiv]

(Оффтоп)

Хотел тоже добавить, но gris только что всё учёл, и даже учёл ураган, чего моё воображение бы не осилило (однако такой полёт с ураганом был бы очень красивым).

[gris]

arseniiv, а Вы учли, что стрела может иметь железный наконечник, а мишенью быть мощщщный магнит.
В бытовой ситуации, конечно, эти мелочи можно не учитывать, но вдруг там типа опыта Майкельсона проводится?

[Gravist]

А если из арбалета запустить в качестве стрелы УРС ?

[gris]

Я проконсультировался у знакомого арбалетчика, и вот что он поведал. Большинство арбалетчиков уверены, что стрела имеет максимум скорости (при самых обычных земных условиях) через некоторое время после вылета из арбалета. Объясняется это тем, что после расставания с тетивой стрела несколько сантиметров скользит по ложу. После покидания ложа его тормозящий эффект заканчивается и освобождённая стрела якобы естественно ускоряется, а затем уже притормаживается сопротивлением воздуха.
Это заблуждение, однако, долгое время подтверждалость точнейшими измерениями.
Но! Оказывается при натурных испытаниях арбалет жёстко закрепляется на стенде. Производится выстрел и замер скорости стрелы с шагом в тысячные доли секунды. Так вот — скорость измерялась относительно середины тетивы! До момента разъединения включительно она была равна нулю. Но дело в том, что этот момент настаёт после прохождения тетивой прямого положения. То есть тетива выгнута вперёд и даже некоторое время продолжает замедленное движение вперёд. А потом идёт назад. И вот на этом участке скорость стрелы относительно середины тетивы действительно возрастает.

[Gravist]

gris в сообщении #480058 писал(а):

После покидания ложа его тормозящий эффект заканчивается и освобождённая стрела якобы естественно ускоряется...