本帖最后由 科鲁兹 于 2014-1-10 11:04 编辑
网上看到的帖子，感觉很不错，整理了一下，和各位弓友分享：
一、弹弓的基本物理过程
1、拉弓的过程
人体通过收紧肌肉做功，这个功有一部分通过拉长皮筋组转换成了皮筋组储存的势能，另一部分由于皮筋组发热转换成热能损失掉。拉弓到击发特别是满弓停止的过程越久，皮筋组储存的势能转化成热能消耗得越多，击发后的威力越小，俗称“泄力”。我个人的测试表明，弹弓理论势能转化为钢珠动能的最大比率：四股传统皮筋组19%-25%，两股卡球皮筋组35%左右，两股鸡尾酒皮筋组28%-45%。
2、击发的过程
这里不考虑甩手。皮筋组回弹，通过皮兜带动钢珠加速，势能转换为整个皮筋组+钢珠的动能，有部分转换为热能消耗掉，有部分转换为风能消耗掉。皮筋组回弹到极速后，皮筋内部的阻力+风阻大于拉力，皮筋组开始减速，钢珠速度大于皮筋组后脱离皮兜向外飞出，得到一个初速，此时的钢珠具有最大的水平动能。
3、钢珠飞行过程
这里不考虑旋转。假定钢珠自由飞行到下落。飞行过程中钢珠受到两个力的作用，空气阻力和地心引力。空气阻力方向为合速度的相反方向，大小跟截面积和速度有关，跟合速度是2次方关系，空气阻力的作用是使钢珠在水平方向减速直到停止或者与地心引力平衡后达到极限下落速度；地心引力向下，大小是钢珠质量和重力加速度的乘积，它的作用是使钢珠在垂直方向做加速运动，自由落体运动距离公式是：s=0.5g×t^2，但是由于垂直方向也存在空气阻力且越来越大，因此按这个公式算并不能精确定量，但是定性分析没问题。当s足够大时，钢珠将落地结束飞行。
因此，钢珠的飞行轨迹是一个复杂的抛物线，考虑到空气阻力系数、重力加速度、钢珠的比重、形状为常数，则这个抛物线的变量是钢珠的初速、质量、发射角度。如果有兴趣深入研究的话，可参考上海大学机械学院、 公安部上海消防研究所研究员闵永林、陈池合著的《两种空气阻力模型的抛射体飞行轨迹研究》一文。
二、弹弓常见的物理知识误区
1、初速大的钢珠不一定飞得远、弹道直
因为钢珠在飞行过程中水平方向只有阻力没有动力，很显然同等条件下初速大的飞得远。只是因为空气阻力跟速度平方成正比，初速大的受到的阻力也大，而鸡尾酒皮筋组的速度跟普通皮筋组在同一量级水平，所以优势远程优势并不明显，但是初速大的同等条件下一定飞得更远。同射程条件下，因为速度快的先到达目标，在垂直方向下落的时间更短，距离s更短，因此弹道更直。
2、拉力大的皮筋组初速就大
在给定钢球的前提下，弹弓的威力完全取决于它发射钢球的初速，这个初速来源于皮筋带动包着钢球的皮兜在回弹过程中加速到最大后释放的，所以无论采用多少股的配置，钢球的初速极限是单根皮筋空载回弹的速度。而且，皮筋组股数增加以后，在回弹过程中皮筋之间有相互摩擦、震动作用消耗能量，从而使皮筋组回弹速度下降。
同批次皮筋的实测证明，在6mm钢球的测试里，4股2050皮筋组的初速69.96m/s，低于2股皮筋组的71.86m/s，但是当钢球增大以后，4股皮筋组的速度下降比2股慢，从而超过2股。也就是说，重弓不搭配大钢球完全是浪费拉力。只要钢球配置合适，两股弓具有拉力小、威力大、精度高的优点。以2055两股为例，拉力大约8公斤，跟1745四股相当，打9mm钢球的速度是74.84m/s，而1745四股是59.11m/s，速度提高26.61%，动能增加60.30%。在实际运用当中，初速除了影响威力外，对弹道平直程度的影响也很大，60m/s以下的初速在10米以上射距的弹道弧度不太好掌握。
还有一个必须破除的观念是很多玩重弓的弓友，费老鼻子劲拉开，击发后听到皮筋组哗哗响，感觉很“有力”的样子，就认为威力很大。其实不是，我们真正要听的是钢球击中目标后的声音、破坏程度是多大。玩过鸡尾酒的都知道，相近拉力的鸡尾酒皮筋组打出去后相对于普通皮筋组更安静，但是威力更大、弹道更平。配置良好的T型皮筋组搭配9mm钢球可以达到45%左右的势能转换效率，传统皮筋组只有35%左右。所以，越是那些发射后声音大、震动大的皮筋组，对皮筋势能的浪费越大。
3、穿透力大杀伤力就大
以射击为例，真正想要达到的效果是使目标失去行动能力，这跟是否能穿透目标没有必然联系。军事上子弹穿透力有个专业名词叫“侵彻力”，是指弹头钻入或穿透物体的能力，一般用钢板厚度来衡量。“停止力”则是指弹头命中目标后，令目标失去活动能力的效力，也是我们平时比较关注的杀伤力。
枪械子弹在人体内会发生翻滚以扩大创面，提高停止力，而钢球因为形状的关系做不到这点。如果钢球对穿目标后仍有较大速度，则钢球携带的动能没有完全传递到目标身上，停止力必然下降，此时应加大钢球规格。同样配置皮筋组打10mm的钢球也许不能穿透目标，但是停止力肯定比6mm钢球大得多。但是钢球规格对弹道的影响也较大，所以需要弓手在停止力和弹道上做个权衡，平时练靶的时候注意对不同钢球弹道的掌握。
4、重弓有“存速”功能，远距离飞行轨迹有“未解之谜”
其实不是重弓在存速，是大珠子在存速。前面说到，同等条件下初速快的飞得远打得直，但是条件不一样的时候问题就很有趣。如果大珠子能打到跟小珠子一样的速度或者接近小珠子的速度，那自然大珠子飞得远，有兴趣的可以去按《轨迹》中的公式去定量计算，定性的话其实很简单，大珠子的惯性大嘛。用合理的四股鸡尾酒配置打12mm的珠子，可以比拉力更大的8股2040飞得更远、更直。同样的道理，如果大珠子可以打出小珠子的一样的速度，那穿透力也强于小珠子，根本原因是珠子的重量与半径成3次方关系，而截面积与半径成2次方关系，因此同等速度下珠子打击同一物体产生的压强跟半径成正比。
三、其他一些物理应用
1、测速器到底有用没用？
应该说测速器是目前测定弹弓威力、了解不同配置功效的最佳工具，但是不能把测速器的作用扩大化。怎么说呢，测速器测得再准，你也无法知道眼前你射出去这一发的准确威力。前两个月我也特别热衷测速，刚开始玩声音间隔法，后面觉得效率比较低就想进一个E9900-V，都下单了结果卖家缺货，等了个多星期还是没货就退了款。最近随着玩得逐步深入，深感威力对弹弓来说并不是最重要的，甚至是排在第三位的指标。
决定弹弓威力的因素实在太多了，比如说同一副皮筋，在不同的生命周期下，其威力表现会有明显差异，尤其是在末期的时候最为明显；其次，绑长、拉长的细微差异，也会影响到威力，我原来用棉线测自己的拉长是75公分左右，后面拉弓的时候叫老婆实际测量，不到70，为啥？上不上拉力，姿势不同；第三，皮兜的配置、绑法影响皮筋组的重量和风阻；第四，气温差异影响皮筋性能；第五，皮筋材料和生产的批次差异，导致性能表现不同；第六，打法的差异对初速的影响也是很大的，短拉距、大拉距、甩手、估打、瞄打会使同一副皮筋产生大不一样的威力。
2、同一副皮筋组打大珠子小珠子那个动能大？
大珠子有很多优势，比如说威力大、轨迹稳定、弹道清晰等，实际运用的时候如果可以的话尽量用大珠子+重弓或多股鸡尾酒的组合。但是在来不及换配置的时候，只换钢珠是什么效果呢？很多人觉得同样配置大珠子速度慢小珠子速度快，但是大珠子质量大小珠子质量小就不知道怎么算了，其实不用考虑那么复杂。把击发过程中钢珠脱离皮兜的瞬间做一个整体考虑，显然珠子越大这个速度越慢，由于初始的势能是一样的，皮筋组射出大钢珠后的残留势能较小，因此同样配置打大珠子的动能高。实测证明，只要打得动，珠子越大皮筋组的势能利用率越高。所以，在保证能击中目标的情况下，珠子越大越有杀伤力，即“停止力”。
（本帖来自竞技论坛，由小号再次编辑，特致谢不知名的原作者） |
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扁皮短拉多锥度不同钢珠初速测试
我对弹弓的认识
弹弓新手总结：弹弓的瞄准，皮筋选择，以及
扁皮筋多锥度不同长度初速测试
扁皮配置表，仅供参考
共 12 个关于本帖的回复 最后回复于 2018-4-29 09:52