La balística es el campo de la mecánica que se ocupa del lanzamiento, el comportamiento de vuelo y los efectos del impacto de proyectiles , especialmente municiones de armas a distancia como balas , bombas no guiadas , cohetes o similares; La ciencia o el arte de diseñar y acelerar proyectiles para lograr un rendimiento deseado.
Un cuerpo balístico es un cuerpo en movimiento libre con impulso que puede estar sujeto a fuerzas como las fuerzas ejercidas por los gases presurizados del cañón de un arma o una boquilla propulsora , la fuerza normal por estriado y la gravedad y la resistencia del aire durante el vuelo.
Un misil balístico es un misil que se guía sólo durante la relativamente breve fase inicial de vuelo propulsado y cuya trayectoria se rige posteriormente por las leyes de la mecánica clásica ; a diferencia de (por ejemplo) un misil de crucero que se guía aerodinámicamente en vuelo propulsado como un avión de ala fija .
Los primeros proyectiles balísticos conocidos fueron piedras y lanzas, [1] [2] y el palo arrojadizo .
La evidencia más antigua de proyectiles con punta de piedra, que pueden haber sido impulsados o no por un arco (cf. atlatl ), data de c. Hace 64.000 años, fueron encontrados en la cueva de Sibudu , actual Sudáfrica . [3] La evidencia más antigua del uso de arcos para disparar flechas data de hace unos 10.000 años; se basa en flechas de madera de pino encontradas en el valle de Ahrensburg, al norte de Hamburgo . Tenían ranuras poco profundas en la base, lo que indica que fueron disparados con un arco. [4] El arco más antiguo recuperado hasta ahora tiene unos 8.000 años y se encontró en el pantano de Holmegård en Dinamarca.
El tiro con arco parece haber llegado a América con la tradición ártica de herramientas pequeñas , hace unos 4.500 años.
Los primeros dispositivos identificados como armas de fuego aparecieron en China alrededor del año 1000 d.C., y en el siglo XII la tecnología se estaba extendiendo por el resto de Asia y en Europa en el siglo XIII. [5]
Después de milenios de desarrollo empírico, la disciplina de la balística fue inicialmente estudiada y desarrollada por el matemático italiano Niccolò Tartaglia en 1531, [6] [7] aunque continuó utilizando segmentos de movimiento rectilíneo, convenciones establecidas por el filósofo griego Aristóteles y Alberto. de Sajonia , pero con la innovación de que unía las líneas rectas mediante un arco circular. Galileo estableció el principio del movimiento compuesto en 1638, [8] utilizando el principio para derivar la forma parabólica de la trayectoria balística. [9] La balística obtuvo una sólida base científica y matemática gracias a Isaac Newton , con la publicación de Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica en 1687. Esto proporcionó leyes matemáticas del movimiento y la gravedad que por primera vez hicieron posible predecir con éxito las trayectorias. [ cita necesaria ]
La palabra balística proviene del griego βάλλειν ballein , que significa "lanzar".
Un proyectil es cualquier objeto proyectado al espacio (vacío o no) por el ejercicio de una fuerza . Aunque cualquier objeto en movimiento a través del espacio (por ejemplo, una pelota de béisbol lanzada ) es un proyectil, el término se refiere más comúnmente a un arma a distancia . [10] [11] Las ecuaciones matemáticas de movimiento se utilizan para analizar la trayectoria del proyectil . [ cita necesaria ]
Ejemplos de proyectiles incluyen bolas , flechas , balas , proyectiles de artillería , cohetes sin alas , etc. [ cita requerida ]
Lanzar es lanzar un proyectil con la mano. Aunque algunos otros animales pueden lanzar, los humanos son inusualmente buenos lanzadores debido a su gran destreza y buena capacidad de sincronización, y se cree que este es un rasgo evolucionado. La evidencia de lanzamientos humanos se remonta a 2 millones de años. [13] La velocidad de lanzamiento de 90 mph que se encuentra en muchos atletas excede con creces la velocidad a la que los chimpancés pueden lanzar cosas, que es de aproximadamente 20 mph. [13] Esta capacidad refleja la capacidad de los músculos y tendones del hombro humano para almacenar elasticidad hasta que sea necesaria para impulsar un objeto. [13]
Una honda es un arma de proyectil que normalmente se utiliza para lanzar un proyectil contundente , como una "bala de honda" de piedra, arcilla o plomo.
Un cabestrillo tiene un pequeño soporte o bolsa en medio de dos trozos de cordón. La piedra de la honda se coloca en la bolsa. El dedo medio o el pulgar se coloca a través de un bucle en el extremo de un cordón, y una lengüeta en el extremo del otro cordón se coloca entre el pulgar y el índice. La eslinga se hace girar formando un arco y la lengüeta se suelta en un momento preciso. Esto libera el proyectil para volar hacia el objetivo.
Un arco es una pieza de material flexible que dispara proyectiles aerodinámicos llamados flechas . La flecha es quizás el primer proyectil letal jamás descrito en un debate sobre balística. Una cuerda une los dos extremos y cuando se tira de la cuerda hacia atrás, los extremos del palo se flexionan. Cuando se suelta la cuerda, la energía potencial del palo flexionado se transforma en velocidad de la flecha. [14] El tiro con arco es el arte o deporte de disparar flechas con arcos. [15]
Una catapulta es un dispositivo utilizado para lanzar un proyectil a gran distancia sin la ayuda de dispositivos explosivos, en particular varios tipos de máquinas de asedio antiguas y medievales . [16] La catapulta se ha utilizado desde la antigüedad, porque se demostró que era uno de los mecanismos más eficaces durante la guerra. La palabra "catapulta" proviene del latín catapulta , que a su vez proviene del griego καταπέλτης ( katapeltēs ), a su vez de κατά ( kata ), “contra” [17] y πάλλω ( pallō ), “tirar, arrojar”. [ 18] [19] Las catapultas fueron inventadas por los antiguos griegos .
Una pistola es un arma normalmente tubular u otro dispositivo diseñado para disparar proyectiles u otro material. [22] El proyectil puede ser sólido, líquido, gaseoso o energético y puede estar libre, como ocurre con las balas y los proyectiles de artillería, o cautivo, como con las sondas Taser y los arpones balleneros . Los medios de proyección varían según el diseño, pero normalmente se efectúa mediante la acción de la presión del gas, ya sea producida mediante la combustión rápida de un propulsor o comprimida y almacenada por medios mecánicos, que actúa sobre el proyectil dentro de un tubo de extremo abierto a modo de un pistón. El gas confinado acelera el proyectil móvil a lo largo del tubo, impartiendo velocidad suficiente para mantener el recorrido del proyectil una vez que cesa la acción del gas en el extremo del tubo o boca. Alternativamente, se puede emplear aceleración mediante generación de campo electromagnético, en cuyo caso se puede prescindir del tubo y sustituirlo por un carril guía.
Un ingeniero de armas o armero que aplica los principios científicos de la balística para diseñar cartuchos a menudo se denomina balístico .
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Un cohete es un misil , nave espacial , avión u otro vehículo que obtiene empuje de un motor de cohete . Los gases de escape de los motores de cohetes se forman enteramente a partir de propulsores transportados dentro del cohete antes de su uso. [23] Los motores de cohetes funcionan por acción y reacción . Los motores de cohetes empujan los cohetes hacia adelante simplemente lanzando su escape hacia atrás extremadamente rápido.
Si bien son comparativamente ineficientes para uso a baja velocidad, los cohetes son relativamente livianos y potentes, capaces de generar grandes aceleraciones y alcanzar velocidades extremadamente altas con una eficiencia razonable. Los cohetes no dependen de la atmósfera y funcionan muy bien en el espacio.
Los cohetes para usos militares y recreativos se remontan al menos al siglo XIII en China . [24] No se produjo un uso científico, interplanetario e industrial significativo hasta el siglo XX, cuando los cohetes eran la tecnología habilitadora para la era espacial , incluido poner un pie en la Luna . Los cohetes se utilizan ahora para fuegos artificiales , armamento , asientos eyectables , vehículos de lanzamiento de satélites artificiales , vuelos espaciales tripulados y exploración espacial .
Los cohetes químicos son el tipo más común de cohete de alto rendimiento y normalmente generan sus gases de escape mediante la combustión del propulsor del cohete . Los cohetes químicos almacenan una gran cantidad de energía en una forma que se libera fácilmente y pueden ser muy peligrosos. Sin embargo, un diseño, pruebas, construcción y uso cuidadosos minimiza los riesgos.
La balística a menudo se divide en las siguientes cuatro categorías: [25]
La balística interna (también balística interior), un subcampo de la balística, es el estudio de la propulsión de un proyectil .
En las armas, la balística interna cubre el tiempo desde que se enciende el propulsor hasta que el proyectil sale del cañón del arma . [26] El estudio de la balística interna es importante para los diseñadores y usuarios de armas de fuego de todo tipo, desde rifles y pistolas de pequeño calibre hasta artillería de alta tecnología .
Para los proyectiles propulsados por cohetes , la balística interna cubre el período durante el cual el motor de un cohete proporciona empuje. [27]
La balística de transición, también conocida como balística intermedia, [28] es el estudio del comportamiento de un proyectil desde que sale de la boca hasta que se iguala la presión detrás del proyectil, [29] por lo que se sitúa entre la balística interna y la balística externa .
La balística externa es la parte de la ciencia de la balística que se ocupa del comportamiento de un proyectil sin propulsión en vuelo.
La balística externa se asocia frecuentemente con las armas de fuego y se ocupa de la fase de vuelo libre sin motor de la bala después de que sale del cañón del arma y antes de alcanzar el objetivo, por lo que se encuentra entre la balística de transición y la balística terminal .
Sin embargo, la balística exterior también se ocupa del vuelo libre de cohetes y otros proyectiles, como bolas, flechas, etc.
La balística terminal es el estudio del comportamiento y efectos de un proyectil cuando impacta en su objetivo. [30]
La balística terminal es relevante tanto para proyectiles de pequeño calibre como para proyectiles de gran calibre (disparados desde artillería ). El estudio de los impactos a velocidades extremadamente altas es todavía muy nuevo y hasta el momento se aplica principalmente al diseño de naves espaciales .
La balística forense implica el análisis de balas y de impactos de bala para determinar información de utilidad para un tribunal u otra parte de un sistema legal. Aparte de la información balística, los exámenes de marcas de armas de fuego y herramientas (" huellas dactilares balísticas ") implican el análisis de pruebas de marcas de armas de fuego, municiones y herramientas para establecer si una determinada arma de fuego o herramienta se utilizó en la comisión de un delito.
La astrodinámica es la aplicación de la balística y la mecánica celeste a los problemas prácticos relacionados con el movimiento de cohetes y otras naves espaciales . El movimiento de estos objetos generalmente se calcula a partir de las leyes del movimiento de Newton y la ley de gravitación universal de Newton . Es una disciplina central dentro del diseño y control de misiones espaciales.
