Калкулатор за скоростта на стрелата

Калкулаторът за скоростта на стрелата изчислява с каква скорост стрелата напуска лъка, във футове в секунда (fps), въз основа на номиналната IBO скорост на лъка и собствените дължина на опъване, сила на опъване и настройки на стрелата на стрелеца. Той изчислява също кинетичната енергия и импулса на стрелата при тази скорост.

Какво представлява IBO скоростта?

Скоростта по IBO е показател, публикуван от производителите на лъкове, който носи името на Международната организация за лов с лък. Тя измерва колко бързо стреля лъкът при фиксирани тестови условия: сила на опъване 70 фунта, дължина на опъване 30 инча и стрела с тегло 350 грана. Това тегло на стрелата е 5 грана за всеки паунд сила на опъване.

Почти никой стрелец не стреля при точно тези настройки. По-малката дължина на опъване, по-малката сила на опъване или по-тежката стрела променят действителната скорост. Калкулаторът започва от IBO показателя и го коригира според собствените настройки на стрелеца.

Как се изчислява скоростта на стрелата от IBO показател

Изчислението използва корекции, които специалистите по стрелба с лък прилагат от десетилетия. Всеки фактор, който се различава от тестовите условия на IBO, добавя или изважда определен брой фута в секунда.

• Дължина на опъване: добавят се 10 fps за всеки инч над 30 инча (76 cm) или се изваждат 10 fps за всеки инч под тази стойност.
• Сила на опъване: добавят се 2 fps за всеки паунд над 70 паунда (32 kg) или се изваждат 2 fps за всеки паунд под тази стойност.
• Тегло на стрелата: референтната стрела тежи 5 грана за всеки паунд сила на опъване. Изваждат се 1 fps за всеки 3 грана, с които действителната стрела е по-тежка от тази референтна стойност, и се добавят 1 fps за всеки 3 грана, с които е по-лека.
• Допълнително тегло на тетивата: оборудването, добавено към тетивата, като пийп мерник, D-loop или заглушители на тетивата, изважда 1 fps за всеки 3 грана тегло.

Формула за скоростта на стрелата

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

където v е изчислената скорост във футове в секунда, I е IBO скоростта на лъка, l е дължината на опъване в инчове, w е силата на опъване в паунда, a е теглото на стрелата в грана, а s е допълнителното тегло на тетивата в грана.

След това резултатът се преобразува в метрични единици чрез точното определение 1 фут (0,3 m) = 0,3048 метра.

Скоростта не може да бъде по-малка от нула. Много тежка стрела ограничава изчислението до 0 fps, вместо да се получи отрицателно число.

Кинетична енергия и импулс

След като скоростта е известна, кинетичната енергия и импулсът се изчисляват от общото тегло на стрелата в грана (gr) и скоростта ѝ във футове в секунда (fps):

$E = \frac{a \times v²}{450240}$

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

където E е кинетичната енергия във фут-паунда, p е импулсът в слаг-фута в секунда, a е теглото на стрелата в грана, а v е скоростта във футове в секунда.

И двата делителя са константи, използвани отдавна в справочниците по стрелба с лък. Те произлизат от една и съща физика: една грана е 1/7000 от паунда, а разделянето на тегло в паундове на гравитацията във ft/s² го преобразува в маса в слагове. Кинетичната енергия описва колко енергия предава стрелата при удар. Импулсът описва доколко стрелата продължава да се движи напред през съпротивление, като кожа и кост. Ловците често сравняват и двете стойности с минималните препоръчителни стойности за дивеча, който ловуват.

Пример с решение

Стрелец използва лък с номинална IBO скорост 320 fps, настроен на сила на опъване 60 фунта и дължина на опъване 29 инча. Стрелата тежи общо 400 грана, а към тетивата е добавено оборудване с тегло 15 грана.

1. Корекция за дължината на опъване: (29 − 30) × 10 = −10 fps
2. Корекция за силата на опъване: (60 − 70) × 2 = −20 fps
3. Тегло на референтната стрела: 5 × 60 = 300 грана
4. Корекция за теглото на стрелата: −(400 − 300) / 3 = −33,3 fps
5. Корекция за теглото на тетивата: −15 / 3 = −5 fps
6. Изчислена скорост: 320 − 10 − 20 − 33,3 − 5 = 251,7 fps (76,7 m/s)

При 251,7 fps стрелата с тегло 400 грана носи около 56,3 фут (17,2 m)-паунда кинетична енергия и около 0,447 слаг·фута/секунда импулс.

Лък, изстрелян при точните референтни условия на IBO, дава самото IBO число. При 70 паунда (32 kg), дължина на опъване 30 инча и стрела с тегло 350 грана резултатът е 320 fps, 97,5 m/s, 79,6 фут-паунда кинетична енергия и 0,497 слаг·фута/секунда импулс.

Какви данни приема калкулаторът

IBO скоростта, силата на опъване, дължината на опъване и теглото на стрелата трябва да са по-големи от нула. Допълнителното тегло на тетивата може да бъде нула, но не и отрицателно. Всеки въведен параметър трябва да бъде обикновено крайно число; стойност, която е твърде голяма за представяне, например поставена в споделена връзка, се отхвърля, вместо да бъде показана като резултат. Ако дадено поле остане празно, резултатът просто се скрива, докато полето не бъде попълнено.

Колко точна е тази оценка?

Формулата дава работна оценка, а не измерване. Тя не отчита и други фактори, които променят реалната скорост на стрелата, като ефективността на лъка, синхронизацията на камовете, температурата, материала на тетивата и триенето в опората за стрелата. Хронографът — устройство, което измерва времето, за което стрелата преминава покрай два сензора — дава действителната стойност за конкретен лък и стрела. Стрелците обикновено използват оценката по IBO, за да сравняват настройки или да избират тегло на стрела, след което потвърждават крайната стойност с хронограф.

Често задавани въпроси

Какво означава IBO скорост? IBO скоростта е номиналната скорост на лъка при стандартен тест: сила на опъване 70 фунта, дължина на опъване 30 инча и стрела с тегло 350 грана. Производителите я публикуват, за да могат лъковете да се сравняват при еднакви условия.

Защо действителната скорост на стрелата ми е по-ниска от IBO показателя? Повечето стрелци опъват с по-малка сила от 70 паунда (32 kg) или използват стрели, по-тежки от 5 грана на паунд. И двете забавят стрелата под IBO стойността. Дължина на опъване под 30 инча (76 cm) я намалява допълнително.

По-тежката стрела винаги ли означава по-малка кинетична енергия? Не. По-тежката стрела лети по-бавно, но кинетичната енергия зависи както от теглото, така и от скоростта. В умерен диапазон увеличаването на теглото на стрелата може да повиши кинетичната енергия, дори когато скоростта намалява.

Каква е разликата между кинетичната енергия и импулса? Кинетичната енергия измерва енергията, освободена при удар. Импулсът измерва способността на стрелата да продължи да се движи напред срещу съпротивлението. Ловците с лък разглеждат кинетичната енергия като общата мощност, а импулса — като способността за проникване.

Може ли този калкулатор да замени хронограф? Не. Той прилага стандартни корекции към публикуван показател. Хронографът измерва действителната скорост при конкретна комбинация от лък и стрела и конкретно освобождаване на тетивата, включително влиянието на фактори, които формулата не отчита.

Какво се случва, ако въведа много тежка стрела? Оценката спира на нула. Ако корекцията за теглото на стрелата би намалила резултата под 0 fps, калкулаторът показва 0 fps вместо отрицателна скорост.