حاسبة سرعة السهم

تقدّر حاسبة سرعة السهم مدى سرعة مغادرة السهم للقوس، بالقدم في الثانية (fps)، انطلاقًا من تصنيف سرعة القوس وفق IBO وطول السحب ووزن السحب وتجهيز السهم الخاص بالرامي. كما تعرض الطاقة الحركية للسهم وزخمه عند تلك السرعة.

ما سرعة IBO؟

سرعة IBO هي تصنيف تنشره الشركات المصنّعة للأقواس، وقد سُمّي بهذا الاسم نسبةً إلى المنظمة الدولية لصيد القوس. وهي تقيس سرعة إطلاق القوس في ظروف اختبار ثابتة: وزن سحب قدره 70 رطلًا، وطول سحب قدره 30 بوصة، وسهم وزنه 350 حبة. ويبلغ وزن ذلك السهم 5 حبات لكل رطل من وزن السحب.

يكاد لا يطلق أي رامٍ السهم بهذه الإعدادات نفسها. فطول السحب الأقصر، أو وزن السحب الأخف، أو السهم الأثقل، يغيّر السرعة الفعلية. تبدأ الحاسبة من رقم IBO وتعدّله وفق تجهيز الرامي الخاص.

كيفية حساب سرعة السهم من تصنيف IBO

يستخدم التقدير تعديلات طبّقها فنيو الرماية بالقوس لعقود. وكل عامل يختلف عن ظروف اختبار IBO يضيف عددًا محددًا من الأقدام في الثانية أو يطرحه.

• طول السحب: أضف 10 fps لكل بوصة تزيد على 30 بوصة (76 سم)، أو اطرح 10 fps لكل بوصة تقل عنها.
• وزن السحب: أضف 2 fps لكل رطل يزيد على 70 رطلًا (32 كغم)، أو اطرح 2 fps لكل رطل يقل عنه.
• وزن السهم: يزن السهم المرجعي 5 حبات لكل رطل من وزن السحب. اطرح 1 fps لكل 3 حبات يزيد بها وزن السهم الفعلي على الوزن المرجعي، وأضف 1 fps لكل 3 حبات يقل بها عنه.
• وزن الخيط الإضافي: تؤدي التجهيزات المضافة إلى الخيط، مثل محدد الرؤية أو حلقة D أو كواتم الخيط، إلى طرح 1 fps لكل 3 حبات من وزنها.

معادلة سرعة السهم

$v = I + (l - 30) \times 10 + (w - 70) \times 2 - \frac{a - 5 \times w}{3} - \frac{s}{3}$

حيث إن v هي السرعة المقدّرة بالقدم في الثانية، وI سرعة القوس وفق IBO، وl طول السحب بالبوصة، وw وزن السحب بالرطل، وa وزن السهم بالحبات، وs وزن الخيط الإضافي بالحبات.

يُحوَّل الناتج بعد ذلك إلى النظام المتري باستخدام التعريف الدقيق: 1 قدم (0.3 متر) = 0.3048 متر.

لا يمكن أن تقل السرعة عن الصفر. ويُثبَّت التقدير عند 0 fps إذا كان السهم ثقيلًا جدًا، بدلًا من إنتاج رقم سالب.

الطاقة الحركية والزخم

بعد معرفة السرعة، تُحسب الطاقة الحركية والزخم انطلاقًا من الوزن الكلي للسهم بالحبات (gr) وسرعته بالقدم في الثانية (fps):

$E = \frac{a \times v²}{450240}$

$p = \frac{a \times v}{225218}$

حيث إن E هي الطاقة الحركية بوحدة قدم-رطل، وp الزخم بوحدة slug-قدم في الثانية، وa وزن السهم بالحبات، وv السرعة بالقدم في الثانية.

المقسومان كلاهما ثابتان استخدمتهما مراجع الرماية بالقوس منذ زمن طويل. وهما ناتجان عن الفيزياء نفسها: الحبة تساوي 1/7000 من الرطل، وقسمة وزن بوحدة الرطل على الجاذبية بوحدة قدم/ث² تحوّله إلى كتلة بوحدة slug. تصف الطاقة الحركية مقدار الطاقة التي ينقلها السهم عند الاصطدام. ويصف الزخم مدى استمرار السهم في الاندفاع إلى الأمام خلال مقاومة مثل الجلد والعظم. وغالبًا ما يتحقق الصيادون من القيمتين مقارنةً بالحد الأدنى الموصى به للصيد الذي يمارسونه.

مثال محلول

يطلق رامٍ سهمًا من قوس مصنّف عند 320 fps وفق IBO، ومضبوط على وزن سحب قدره 60 رطلًا وطول سحب قدره 29 بوصة. ويبلغ الوزن الإجمالي للسهم 400 حبة، ويحمل الخيط تجهيزات وزنها 15 حبة.

1. تعديل طول السحب: (29 − 30) × 10 = −10 fps
2. تعديل وزن السحب: (60 − 70) × 2 = −20 fps
3. وزن السهم المرجعي: 5 × 60 = 300 حبة
4. تعديل وزن السهم: −(400 − 300) / 3 = −33.3 fps
5. تعديل وزن الخيط: −15 / 3 = −5 fps
6. السرعة المقدّرة: 320 − 10 − 20 − 33.3 − 5 = 251.7 fps (76.7 m/s)

عند سرعة 251.7 fps، يحمل السهم الذي يزن 400 حبة نحو 56.3 قدم (17.2 متر)-رطل من الطاقة الحركية، ونحو 0.447 slug·قدم/ثانية من الزخم.

يعيد القوس الذي يُطلق في ظروف IBO المرجعية الدقيقة رقم IBO نفسه. فعند وزن قدره 70 رطل (32 كغم)، وسحب بطول 30 بوصة، وسهم يزن 350 حبة، تكون النتيجة 320 fps، و97.5 m/s، و79.6 قدم-رطل من الطاقة الحركية، و0.497 slug·قدم/ثانية من الزخم.

ما تقبله الحاسبة

يجب أن تكون سرعة IBO ووزن السحب وطول السحب ووزن السهم أكبر من الصفر. ويمكن أن يكون وزن الخيط الإضافي صفرًا، لكن لا يمكن أن يكون سالبًا. يجب أن تكون كل قيمة عددًا عاديًا منتهيًا؛ أما القيمة الكبيرة جدًا بحيث يتعذر تمثيلها، مثل قيمة تُلصق في رابط مشترك، فيُرفض إدخالها بدلًا من عرضها كنتيجة. ويؤدي ترك الحقل فارغًا إلى إخفاء النتيجة ببساطة حتى يُملأ.

ما مدى دقة هذا التقدير؟

تعطي المعادلة تقديرًا عمليًا، لا قياسًا. فهي تتجاهل عوامل تغيّر سرعة السهم الفعلية أيضًا، مثل كفاءة القوس، وتوقيت الكامة، ودرجة الحرارة، ومادة الخيط، والاحتكاك عند مسند السهم. ويعطي الكرونوغراف، وهو جهاز يقيس زمن مرور السهم بين مستشعرين، القيمة الحقيقية لقوس وسهم محددين. ويستخدم الرماة عادةً تقدير IBO لمقارنة التجهيزات أو اختيار وزن السهم، ثم يؤكدون القيمة النهائية باستخدام كرونوغراف.

الأسئلة الشائعة

ماذا تعني سرعة IBO؟ سرعة IBO هي السرعة المصنّفة للقوس في اختبار قياسي: وزن سحب قدره 70 رطلًا، وطول سحب قدره 30 بوصة، وسهم يزن 350 حبة. وتنشرها الشركات المصنّعة لكي يمكن مقارنة الأقواس على أسس متساوية.

لماذا تكون سرعة السهم الفعلية أقل من تصنيف IBO؟ يسحب معظم الرماة وزنًا أقل من 70 رطل (32 كغم) أو يطلقون سهامًا أثقل من 5 حبات لكل رطل. ويؤدي كلا العاملين إلى إبطاء السهم عن رقم IBO. كما يؤدي طول السحب الأقصر من 30 بوصة (76 سم) إلى خفض السرعة أكثر.

هل يعني السهم الأثقل دائمًا طاقة حركية أقل؟ لا. يطير السهم الأثقل بسرعة أبطأ، لكن الطاقة الحركية تعتمد على الوزن والسرعة معًا. وضمن نطاق متوسط، يمكن أن تؤدي زيادة وزن السهم إلى رفع الطاقة الحركية حتى مع انخفاض السرعة.

ما الفرق بين الطاقة الحركية والزخم؟ تقيس الطاقة الحركية الطاقة المنطلقة عند الاصطدام. ويقيس الزخم قدرة السهم على مواصلة الحركة إلى الأمام في مواجهة المقاومة. ويقرأ صائدو القوس الطاقة الحركية بوصفها القوة الإجمالية، والزخم بوصفه قدرة الاختراق.

هل يمكن لهذه الحاسبة أن تحل محل الكرونوغراف؟ لا. فهي تطبّق تعديلات معيارية على تصنيف منشور. أما الكرونوغراف فيقيس السرعة الفعلية لقوس وسهم وإطلاق محددين، بما في ذلك التأثيرات التي تستبعدها المعادلة.

ماذا يحدث إذا أدخلت سهمًا ثقيلًا جدًا؟ يتوقف التقدير عند الصفر. فإذا أدى تعديل وزن السهم إلى دفع النتيجة إلى أقل من 0 fps، تعرض الحاسبة 0 fps بدلًا من سرعة سالبة.