กระสุนวิ่งเร็วขนาดไหน?

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

การออกแบบของกระสุน เช่น มีลักษณะเรียวหรือกลม จะช่วยกำหนดว่ากระสุนจะเดินทางได้เร็วแค่ไหน ภาพ: Brais Seara/Getty — การออกแบบของกระสุน ไม่ว่าจะเป็นทรงเรียวหรือทรงกลม ล้วนส่งผลต่ออัตราการยิง ภาพ: *Brais Seara/Getty*

มีปัจจัยหลายประการที่ส่งผลต่อความเร็วของกระสุนที่ยิงออกจากปืน ปัจจัยเหล่านี้สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทหลัก คือ วิถีกระสุนภายใน (รวมถึงประเภทของเชื้อเพลิง น้ำหนักของกระสุน รูปร่างและความยาวของลำกล้อง) และวิถีกระสุนภายนอก (รวมถึงแรงที่ลม แรงโน้มถ่วง และวิถีที่กระทำต่อกระสุนขณะเคลื่อนที่ผ่านอากาศ) ทั้งสองอย่างสามารถจำแนกออกเป็นประเภทที่สาม เรียกว่า กระสุนปืนระยะสุดท้าย ซึ่งอธิบายถึงพฤติกรรมของกระสุนเมื่อกระทบเป้าหมาย

ตามที่นักวิทยาศาสตร์นิติเวชไมเคิล ฮาค กล่าวไว้ กระสุนปืนประกอบด้วยเชื้อไฟที่จุดระเบิดเชื้อเพลิงเมื่อเข็มแทงชนวนของปืนทำงาน การจุดระเบิดนี้จะสร้างแรงดันที่ดันกระสุนไปข้างหน้า กระสุนส่วนใหญ่มักทำจากโลหะหนัก เช่น ตะกั่ว เคลือบด้วยทองแดง เนื่องจากมวลของกระสุนช่วยรักษาโมเมนตัมเอาไว้ได้ เพื่อเป็นการอธิบาย ฮากได้ยกตัวอย่างการโยนลูกปิงปองและลูกกอล์ฟ ทั้งสองลูกออกจากมือของผู้ขว้างด้วยความเร็วเท่ากัน แต่มีมวลของลูกกอล์ฟช่วยให้มันเดินทางได้ไกลกว่า

เมื่อถูกจุดไฟแล้ว ดินปืนจะเผาไหม้อย่างรวดเร็ว ก่อให้เกิดแก๊สที่ผลักกระสุนลงไปในลำกล้อง ขณะที่กระสุนเคลื่อนตัวไปทางปากกระบอกปืน กระสุนจะถูกับผนังลำกล้อง ทำให้เกิดแรงเสียดทานเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ปืนที่มีลำกล้องยาวกว่าจะสามารถยิงได้เร็วมาก

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

ด้วยเหตุนี้ปืนไรเฟิลจึงมักจะมีความเร็วสูงสุด ปืนไรเฟิลถูกออกแบบมาเพื่อการใช้งานในระยะไกล กระสุนที่ยิงจากปืนไรเฟิลสามารถเดินทางได้ไกลมากกว่า 3 กม. เพื่อให้ได้ภาพดังกล่าว กระสุนปืนไรเฟิลจึงได้รับการออกแบบให้มีพลศาสตร์ทางอากาศพลศาสตร์ ยาวขึ้น บางขึ้น และหนักกว่ากระสุนปืนพก บางครั้งผู้ผลิตปืนจะเพิ่มสันเกลียวในลำกล้องเพื่อช่วยให้กระสุนหมุนได้ จึงทำให้การเคลื่อนที่ในแนวนอนมีเสถียรภาพ

คุณลักษณะเหล่านี้ทำให้กระสุนปืนไรเฟิล เช่น Remington 223 สามารถออกจากปากกระบอกปืนได้ด้วยความเร็วสูงสุด 2,700 ไมล์ต่อชั่วโมง (4,390 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) ซึ่งเร็วพอที่จะเดินทางได้เทียบเท่ากับสนามฟุตบอล 11 สนามในหนึ่งวินาที ในขณะเดียวกัน กระสุนจากปืนพกขนาด 9 มม. Luger จะเดินทางได้เพียงครึ่งหนึ่งของระยะทางดังกล่าวที่ความเร็ว 2,200 กม./ชม.

ภาพถ่ายความเร็วสูงแสดงให้เห็นกระสุนที่ยิงออกมาจากปืนพก ภาพ: วิกิมีเดียคอมมอนส์/Niels Noordhoek — ภาพถ่ายความเร็วสูงแสดงให้เห็นกระสุนที่ยิงออกมาจากปืนพก ภาพ: *วิกิมีเดียคอมมอนส์/Niels Noordhoek*

วอลคอตต์กล่าวว่าทันทีที่กระสุนหลุดออกจากปากกระบอกปืน กระสุนก็เริ่มชะลอความเร็วลง เหตุผลก็คือตามกฎข้อแรกของนิวตัน วัตถุที่กำลังเคลื่อนที่จะยังคงเคลื่อนที่ต่อไป เว้นแต่จะมีแรงภายนอกมากระทำ แรงที่กระทำต่อกระสุนขณะถูกยิง ได้แก่ แรงต้านอากาศ แรงโน้มถ่วง และการเคลื่อนที่แบบไจโรสโคปิก เมื่อเวลาผ่านไป ปัจจัยสองประการแรกจะเอาชนะแนวโน้มของกระสุนที่จะรักษาเกลียวคงที่ได้ ส่งผลให้กระสุนเริ่มตกลงมา กระสุนแต่ละนัดจะมีค่าสัมประสิทธิ์การเคลื่อนที่ ซึ่งบ่งบอกถึงความสามารถในการเอาชนะแรงต้านอากาศและพุ่งไปข้างหน้า โดยค่าสัมประสิทธิ์นี้จะถูกกำหนดขึ้นโดยอิงจากมวล พื้นที่ ค่าสัมประสิทธิ์แรงลาก ความหนาแน่น และความยาวกระสุน ยิ่งค่าสัมประสิทธิ์การยิงปืนสูงขึ้น ความสามารถในการเจาะอากาศของกระสุนก็จะดีขึ้น

“แต่แรงโน้มถ่วงและแรงต้านอากาศจะเริ่มเข้ามามีบทบาทและทำให้กระสุนเคลื่อนที่ช้าลงอย่างรวดเร็ว กระสุนจะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสักพัก จากนั้นจะเริ่มตกลงมาและกลายเป็นวัตถุที่เปราะบางต่อสิ่งแวดล้อม” วอลคอตต์กล่าว

ทูเทา (อ้างอิงจาก Live Science )

ลิงค์ที่มา