กระสุนวิ่งเร็วขนาดไหน?

กระสุนปืนไรเฟิลสามารถออกจากลำกล้องปืนได้ด้วยความเร็วสูงถึง 4,300 กม./ชม. ซึ่งเร็วพอที่จะเดินทางได้ไกลเทียบเท่ากับสนามฟุตบอล 11 สนามใน 1 วินาที

การออกแบบหัวกระสุน เช่น ทรงเรียวหรือมน จะช่วยกำหนดว่าสามารถเคลื่อนที่ได้เร็วแค่ไหน ภาพ: Brais Seara/Getty — การออกแบบกระสุน ไม่ว่าจะเป็นแบบเรียวหรือทรงกลม ล้วนมีส่วนช่วยในการกำหนดอัตราการยิง ภาพ: *Brais Seara/Getty*

มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อความเร็วของกระสุนปืนที่ยิงออกไป ปัจจัยเหล่านี้สามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภทหลัก คือ วิถีกระสุนภายใน (ซึ่งรวมถึงประเภทของเชื้อเพลิง น้ำหนักของกระสุน รูปร่างและความยาวของลำกล้อง) และวิถีกระสุนภายนอก (ซึ่งรวมถึงแรงที่ลม แรงโน้มถ่วง และวิถีที่กระทำต่อกระสุนขณะเคลื่อนที่ผ่านอากาศ) ปัจจัยทั้งสองนี้สามารถจัดกลุ่มเป็นประเภทที่สามได้ เรียกว่า วิถีกระสุนขั้นสุดท้าย ซึ่งอธิบายถึงพฤติกรรมของกระสุนเมื่อกระทบเป้าหมาย

ตามที่ นักวิทยาศาสตร์ นิติเวช Michael Haag กล่าวไว้ กระสุนปืนประกอบด้วยไพรเมอร์ที่จุดชนวนเชื้อเพลิงเมื่อกดเข็มแทงชนวนของปืน การจุดชนวนนี้จะสร้างแรงดันที่ขับเคลื่อนกระสุนไปข้างหน้า กระสุนส่วนใหญ่มักทำจากโลหะหนัก เช่น ตะกั่ว ซึ่งเคลือบด้วยทองแดง เนื่องจากมวลของโลหะเหล่านี้ช่วยรักษาโมเมนตัมเอาไว้ได้ เพื่อเป็นตัวอย่าง Haag ยกตัวอย่างการขว้างลูกปิงปองและลูกกอล์ฟ ทั้งสองลูกออกจากมือของผู้ขว้างด้วยความเร็วเท่ากัน แต่มวลของลูกกอล์ฟช่วยให้ลูกเคลื่อนที่ได้ไกลขึ้น

เมื่อเกิดการจุดไฟ ดินปืนจะเผาไหม้อย่างรวดเร็ว ก่อให้เกิดก๊าซที่ดันกระสุนลงไปในลำกล้อง เมื่อกระสุนเคลื่อนตัวไปทางปากกระบอกปืน กระสุนจะเสียดสีกับผนังลำกล้อง ทำให้เกิดแรงเสียดทานเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ปืนที่มีลำกล้องยาวกว่าจะยิงได้เร็วมาก

“ลำกล้องเป็นปัจจัยจำกัดที่สำคัญที่สุดเมื่อต้องวัดความเร็ว ยิ่งลำกล้องยาวขึ้น ก๊าซก็ยิ่งต้องเร่งความเร็วจากระยะไกลมากขึ้น และกระสุนก็ออกจากลำกล้องได้เร็วมากขึ้น” Stephanie Walcott นักวิทยาศาสตร์นิติเวชศาสตร์จาก Virginia Commonwealth University อธิบาย

ด้วยเหตุนี้ปืนไรเฟิลจึงมักมีความเร็วสูงสุด ปืนไรเฟิลได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้ในระยะไกล กระสุนปืนไรเฟิลสามารถเดินทางได้ไกลถึง 2 ไมล์ เพื่อให้สามารถยิงได้ไกลขนาดนี้ กระสุนปืนไรเฟิลจึงได้รับการออกแบบให้มีลักษณะทางอากาศพลศาสตร์ โดยยาวกว่า บางกว่า และหนักกว่ากระสุนปืนพก บางครั้งผู้ผลิตปืนจะเพิ่มซี่โครงเกลียวเข้าไปในลำกล้องเพื่อช่วยให้กระสุนหมุนได้ จึงทำให้วิถีกระสุนในแนวนอนคงที่

ลักษณะพิเศษเหล่านี้ทำให้กระสุนปืนไรเฟิล เช่น Remington 223 สามารถออกจากปากกระบอกปืนได้ด้วยความเร็วสูงสุด 2,700 ไมล์ต่อชั่วโมง (4,390 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) ซึ่งเร็วพอที่จะเดินทางได้ไกลถึง 11 สนามฟุตบอลภายในเวลา 1 วินาที ในขณะเดียวกัน กระสุนจากปืนพกลูเกอร์ขนาด 9 มม. จะเดินทางได้เพียงครึ่งหนึ่งของระยะทางดังกล่าวด้วยความเร็ว 1,400 ไมล์ต่อชั่วโมง (2,200 กิโลเมตรต่อชั่วโมง)

ภาพถ่ายความเร็วสูงแสดงให้เห็นกระสุนปืนที่ยิงออกมา ภาพ: Wikimedia Commons/Niels Noordhoek — ภาพถ่ายความเร็วสูงแสดงให้เห็นกระสุนปืนที่ยิงออกมา ภาพ: *Wikimedia Commons/Niels Noordhoek*

วอลคอตต์กล่าวว่าทันทีที่กระสุนหลุดออกจากปากกระบอกปืน กระสุนจะเริ่มเคลื่อนที่ช้าลง นั่นเป็นเพราะกฎข้อแรกของนิวตันระบุว่าวัตถุที่เคลื่อนที่อยู่จะยังคงเคลื่อนที่ต่อไป เว้นแต่จะมีแรงภายนอกมากระทำ แรงที่กระทำต่อกระสุนขณะเคลื่อนออกจากลำกล้อง ได้แก่ แรงต้านอากาศ แรงโน้มถ่วง และการเคลื่อนที่แบบไจโรสโคปิก เมื่อเวลาผ่านไป แรงสองแรงแรกจะเอาชนะแนวโน้มของกระสุนที่จะรักษาการหมุนวนอย่างมั่นคง ส่งผลให้กระสุนเริ่มตกลงมา กระสุนทุกนัดมีค่าสัมประสิทธิ์การทรงตัวของกระสุน ซึ่งเป็นตัววัดความสามารถในการเอาชนะแรงต้านอากาศและพุ่งไปข้างหน้า โดยกำหนดโดยมวล พื้นที่ ค่าสัมประสิทธิ์การลาก ความหนาแน่น และความยาวของกระสุน ยิ่งค่าสัมประสิทธิ์การทรงตัวของกระสุนสูงขึ้น กระสุนก็จะสามารถทะลุอากาศได้ดียิ่งขึ้น

“แต่แรงโน้มถ่วงและแรงต้านอากาศจะเริ่มเข้ามามีบทบาทและทำให้กระสุนเคลื่อนที่ช้าลงอย่างรวดเร็ว กระสุนจะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงชั่วขณะหนึ่ง จากนั้นจะเริ่มตกลงมาและกลายเป็นวัตถุที่เปราะบางต่อสิ่งแวดล้อม” วอลคอตต์กล่าว

ทูเทา (อ้างอิงจาก Live Science )

ลิงค์ที่มา