La balística es el campo de la mecánica que se ocupa del lanzamiento, el comportamiento del vuelo y los efectos del impacto de los proyectiles , especialmente las municiones de armas de largo alcance 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 que se mueve libremente y tiene momento y que puede estar sujeto a fuerzas como las fuerzas ejercidas por gases presurizados desde el cañón de un arma o una boquilla propulsora , la fuerza normal ejercida por el estriado y la gravedad y la resistencia del aire durante el vuelo.
Un misil balístico es un misil que es guiado solo durante la relativamente breve fase inicial de vuelo propulsado y cuya trayectoria es gobernada posteriormente por las leyes de la mecánica clásica ; en contraste con (por ejemplo) un misil de crucero que es guiado 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 o no haber sido propulsados por un arco (cf atlatl ), que data de hace unos 280.000 años, se encontró en Etiopía, en la actual África Oriental. [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 se disparaban 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 de las pequeñas herramientas del Ártico , hace unos 4.500 años.
Los primeros dispositivos identificados como armas aparecieron en China alrededor del año 1000 d. C., y hacia el siglo XII la tecnología se estaba extendiendo al resto de Asia y a Europa en el siglo XIII. [5]
Tras 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 en línea recta, convenciones establecidas por el filósofo griego Aristóteles y Alberto de Sajonia , pero con la innovación de que conectó 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 fue puesta sobre una base científica y matemática sólida por Isaac Newton , con la publicación de Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica en 1687. Esto dio leyes matemáticas del movimiento y la gravedad que por primera vez hicieron posible predecir con éxito las trayectorias. [ cita requerida ]
La palabra balística proviene del griego βάλλειν ballein , que significa "lanzar".
Un proyectil es cualquier objeto proyectado al espacio (vacío o no) mediante la aplicación 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 de largo alcance . [10] [11] Las ecuaciones matemáticas de movimiento se utilizan para analizar la trayectoria de los proyectiles . [ cita requerida ]
Entre los ejemplos de proyectiles se incluyen bolas , flechas , balas , proyectiles de artillería , cohetes sin alas , etc. [ cita requerida ]
El lanzamiento es el lanzamiento de un proyectil con la mano. Aunque otros animales pueden lanzar, los humanos son excepcionalmente buenos lanzadores debido a su gran destreza y capacidad para medir el tiempo, y se cree que se trata de un rasgo evolucionado. Hay pruebas de que los humanos lanzan objetos desde hace dos millones de años. [13] La velocidad de lanzamiento de 90 mph que alcanzan muchos atletas supera con creces la velocidad a la que los chimpancés pueden lanzar objetos, que es de aproximadamente 20 mph. [13] Esta capacidad refleja la capacidad de los músculos y tendones del hombro humano de almacenar elasticidad hasta que se la necesita para impulsar un objeto. [13]
Una honda es un arma de proyectiles que se utiliza normalmente para lanzar un proyectil contundente , como una piedra, arcilla o una "bala de honda" de plomo.
Una honda tiene una pequeña cuna o bolsa en el medio de dos trozos de cuerda. La piedra de la honda se coloca en la bolsa. El dedo medio o pulgar se coloca a través de un lazo en el extremo de una cuerda, y una pestaña en el extremo de la otra cuerda se coloca entre el pulgar y el índice. La honda se balancea en un arco y la pestaña se libera en un momento preciso. Esto libera el proyectil para volar hacia el objetivo.
Un arco es una pieza flexible de material que dispara proyectiles aerodinámicos llamados flechas . La flecha es quizás el primer proyectil letal que se haya descrito en una discusión sobre balística. Una cuerda une los dos extremos y cuando la cuerda se tira hacia atrás, los extremos del palo se flexionan. Cuando se suelta la cuerda, la energía potencial del palo flexionado se transforma en la 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 ), "lanzar, arrojar". [18] [19] Las catapultas fueron inventadas por los antiguos griegos . [20] [21]
Un arma 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 ser libre, como las balas y los proyectiles de artillería, o cautivo, como las sondas Taser y los arpones balleneros . El medio de proyección varía según el diseño, pero normalmente se efectúa mediante la acción de la presión del gas, ya sea producida a través de la combustión rápida de un propulsor o comprimida y almacenada por medios mecánicos, que actúa sobre el proyectil dentro de un tubo de extremos abiertos a la manera de un pistón. El gas confinado acelera el proyectil móvil a lo largo del tubo, impartiendo suficiente velocidad para sostener el recorrido del proyectil una vez que cesa la acción del gas en el extremo del tubo o la boca del cañón. Alternativamente, se puede emplear la aceleración a través de la generación de un campo electromagnético, en cuyo caso se puede prescindir del tubo y sustituirlo por un riel guía.
A un ingeniero de armas o armero que aplica los principios científicos de la balística para diseñar cartuchos a menudo se le llama balístico .
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Un cohete es un misil , nave espacial , aeronave u otro vehículo que obtiene empuje de un motor de cohete . El escape del motor de cohete se forma completamente a partir de propulsores transportados dentro del cohete antes de su uso. [23] Los motores de cohete funcionan por acción y reacción . Los motores de cohete empujan los cohetes hacia adelante simplemente arrojando su escape hacia atrás extremadamente rápido.
Si bien son relativamente ineficientes para su uso a baja velocidad, los cohetes son relativamente ligeros 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] El uso científico, interplanetario e industrial significativo no ocurrió hasta el siglo XX, cuando la cohetería fue la tecnología que permitió la era espacial , incluido el pie en la Luna . Los cohetes ahora se utilizan para fuegos artificiales , armamento , asientos eyectables , vehículos de lanzamiento para satélites artificiales , vuelos espaciales humanos y exploración espacial .
Los cohetes químicos son el tipo más común de cohete de alto rendimiento y, por lo general, generan sus gases de escape mediante la combustión de combustible para cohetes . 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 minimizan 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 la ignición del 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 .
En el caso de los proyectiles propulsados por cohetes , la balística interna abarca el período durante el cual un motor de cohete proporciona empuje. [27]
La balística transicional, también conocida como balística intermedia, [28] es el estudio del comportamiento de un proyectil desde el momento en que sale de la boca del cañón hasta que se iguala la presión detrás del proyectil, [29] por lo que se encuentra 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 no propulsado en vuelo.
La balística externa se asocia frecuentemente con las armas de fuego y se ocupa de la fase de vuelo libre sin potencia de la bala después de que sale del cañón del arma y antes de que impacte el objetivo, por lo que se encuentra entre la balística de transición y la balística terminal .
Sin embargo, la balística externa también se ocupa del vuelo libre de cohetes y otros proyectiles, como pelotas, flechas, etc.
La balística terminal es el estudio del comportamiento y los 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 impactos a velocidades extremadamente altas es todavía muy reciente y se aplica principalmente al diseño de naves espaciales .
La balística forense implica el análisis de balas e impactos de bala para determinar información útil para un tribunal u otra parte del sistema legal. Además de la información balística, los exámenes de marcas de armas de fuego y herramientas (" huellas balísticas ") implican el análisis de evidencias de armas de fuego, municiones y marcas de herramientas para establecer si se utilizó una determinada arma de fuego o herramienta 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 se calcula generalmente a partir de las leyes de movimiento de Newton y la ley de gravitación universal de Newton . Es una disciplina fundamental en el diseño y control de misiones espaciales.
