Wie schnell können Kugeln fliegen?

Gewehrkugeln können die Mündung mit einer Geschwindigkeit von über 4.300 km/h verlassen, schnell genug, um in einer Sekunde die Strecke von elf Fußballfeldern zurückzulegen.

Die Form des Geschosses, ob konisch oder rund, bestimmt die Feuerrate. Foto: Brais Seara/Getty

Die Geschwindigkeit eines abgefeuerten Geschosses wird von vielen Faktoren beeinflusst. Diese Faktoren lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen: die Innenballistik (dazu gehören die Art des Treibmittels, das Gewicht des Geschosses sowie Form und Länge des Laufs) und die Außenballistik (dazu gehören die Kräfte, die Wind, Schwerkraft und Flugbahn auf das Geschoß ausüben, während es sich durch die Luft bewegt). Beide Faktoren lassen sich in einer dritten Kategorie zusammenfassen, der sogenannten Endballistik, die das Verhalten des Geschosses nach dem Auftreffen auf sein Ziel beschreibt.

Laut dem Forensiker Michael Haag bestehen Kugeln aus einer Zündkapsel, die den Treibsatz zündet, wenn der Schlagbolzen der Waffe getroffen wird. Diese Zündung erzeugt Druck, der die Kugel nach vorne treibt. Die meisten Kugeln bestehen aus Schwermetallen wie Blei, die mit Kupfer beschichtet sind, da ihre Masse ihnen hilft, ihre Dynamik aufrechtzuerhalten. Zur Veranschaulichung verwendet Haag das Werfen eines Tischtennisballs und eines Golfballs. Beide verlassen die Hand des Werfers mit der gleichen Geschwindigkeit, doch die Masse des Golfballs trägt dazu bei, dass er weiter fliegt.

Nach der Zündung verbrennt das Schießpulver sehr schnell und erzeugt Gase, die die Kugel durch den Lauf drücken. Auf dem Weg zur Mündung reibt die Kugel an der Laufwand, wodurch eine leichte Reibung entsteht. Waffen mit längeren Läufen geben jedoch sehr schnell Schüsse ab.

„Der Lauf ist der größte limitierende Faktor, wenn es um die Geschwindigkeit geht. Je länger der Lauf, desto weiter müssen die Gase beschleunigen und desto schneller verlässt die Kugel den Lauf“, erklärt Stephanie Walcott, Forensikerin an der Virginia Commonwealth University.

Aus diesem Grund bieten Gewehre typischerweise die höchste Geschwindigkeit. Gewehre sind für den Einsatz über große Entfernungen konzipiert. Gewehrgeschosse können bis zu 3 km weit fliegen. Um diese Geschwindigkeiten zu erreichen, sind Gewehrgeschosse aerodynamisch konstruiert: Sie sind länger, dünner und schwerer als Pistolengeschosse. Waffenhersteller fügen dem Lauf manchmal spiralförmige Rippen hinzu, um die Drehung des Geschosses zu unterstützen und so seine horizontale Flugbahn zu stabilisieren.

Diese Eigenschaften ermöglichen es einer Gewehrkugel, beispielsweise einer Remington .223, die Mündung mit einer Geschwindigkeit von bis zu 4.390 km/h zu verlassen – schnell genug, um in einer Sekunde die Distanz von elf Fußballfeldern zurückzulegen. Eine Kugel aus einer 9-mm-Luger-Pistole hingegen legt mit 2.200 km/h nur die Hälfte dieser Distanz zurück.

Hochgeschwindigkeitsfotografie zeigt Kugeln aus einer Pistole. Foto: Wikimedia Commons/Niels Noordhoek

Sobald das Geschoss die Mündung verlässt, beginnt es abzubremsen, erklärt Walcott. Das liegt daran, dass Newtons erstes Gesetz besagt, dass ein bewegter Gegenstand in Bewegung bleibt, sofern keine äußere Kraft auf ihn einwirkt. Zu den Kräften, die auf ein Geschoss wirken, wenn es den Lauf verlässt, gehören Luftwiderstand, Schwerkraft und Kreiselbewegung. Mit der Zeit überwinden die ersten beiden Kräfte die Tendenz des Geschosses, eine gleichmäßige Spiralbewegung beizubehalten, und es beginnt zu fallen. Jedes Geschoss hat einen ballistischen Koeffizienten – seine Fähigkeit, den Luftwiderstand zu überwinden und vorwärts zu fliegen –, der durch Masse, Fläche, Luftwiderstandsbeiwert, Dichte und Länge des Geschosses bestimmt wird. Je höher der ballistische Koeffizient, desto besser kann das Geschoss Luft durchdringen.

„Aber schon bald setzen Schwerkraft und Luftwiderstand ein und verlangsamen die Kugel. Sie fliegt eine Zeit lang sehr gerade, beginnt dann zu fallen und wird von der Umgebung abhängig“, sagte Walcott.

Thu Thao (Laut Live Science )

Quellenlink: https://vnexpress.net/dan-ban-nhanh-den-dau-4651408.html