La bala Minié
W&WMartini-Henry. Bolas minié lubricadas.
El casquete de percusión fue un gran paso adelante, pero poco tiempo después de su desarrollo, un invento aún mayor convirtió al mosquete en un arma mucho más letal con mayor alcance y precisión, y condenó al mosquete de ánima lisa para siempre.
El nuevo desarrollo comenzó en 1823 en India cuando un oficial británico, el Capitán John Norton, notó algo extraño. Los nativos indios usaban un tubo para proyectar dardos a sus enemigos, y cuando se disponían a disparar, comenzaban soplando en el cañón. Descubrió que estaban haciendo esto para crear una espuma que llenara el cañón y lo sellara de manera efectiva, de modo que cuando se disparara el dardo, la fuerza sobre él sería mucho mayor.
En 1836, un armero de Londres mejoró la idea de Norton al insertar un tapón de madera en la base de la bala para que se expandiera cuando se disparara. Esto ayudó, pero el verdadero avance se produjo cuando un capitán del ejército francés, Claude Minié, mejoró el diseño utilizando una base cilíndrica hueca. La bala ahora tenía forma de cono, similar a nuestras balas modernas. Entonces, aunque se llamaba bola Minié , no tenía forma de bola. Al principio, la bola Minié tenía una copa redonda en la base, y cuando la pólvora explotó, la copa forzó el plomo hacia afuera para llenar el cañón. Lo que era particularmente importante de esto era que la bala ahora encajaba perfectamente en las ranuras estriadas que había en el cañón.4
Durante años se habían utilizado ranuras estriadas en espiral, pero para un ajuste perfecto, que era necesario, la bala tenía que ser un poco más grande que el interior del cañón, y tenía que ser golpeada hasta una posición justo por encima de la pólvora, y esto fue un proceso lento. La bola Minié, por otro lado, podía dejarse caer en el barril, y esto era mucho más rápido. Y cuando la bala Minié atrapó las ranuras al salir, se vio obligada a girar y, como resultado, dejó el cañón con una velocidad de giro muy alta.
Para ver por qué una bala giratoria fue tan revolucionaria, debemos observar la física de un objeto giratorio. Cuando un objeto de cualquier tipo gira, gira alrededor de un eje, y este eje de rotación adquiere un estatus especial. En el caso de una bala en vuelo (disparada desde un rifle) hay dos movimientos que tenemos que considerar: su movimiento de traslación (que le da su trayectoria) y su movimiento de rotación. Tiene ambos al mismo tiempo, de la misma manera que lo hace una pelota de béisbol curva. Un lanzador deliberadamente le da un giro a una pelota de béisbol para curvar su camino de modo que sea más difícil de batear para un bateador.
¿Cómo tratamos con un objeto giratorio? En primer lugar, es fácil ver que gira alrededor de una línea imaginaria llamada eje de rotación, y nos referimos a su velocidad de giro como su velocidad angular (o velocidad angular, para una dirección particular). La velocidad de rotación generalmente se mide como tantas revoluciones por minuto (rpm). Los científicos también usan otra unidad, que es particularmente conveniente en física. Para definirlo primero tenemos que definir lo que se llama el radián; es 360°/2π, que es aproximadamente 57°. La unidad, radianes por segundo, se usa comúnmente en física.
Entonces, ¿qué se necesita para poner un objeto en movimiento de rotación, en otras palabras, para hacerlo girar? Obviamente se necesita una fuerza. Esto nos lleva de vuelta al concepto de inercia. Recuerde que de acuerdo con la primera ley de Newton, un objeto en movimiento permanece en movimiento uniforme con una velocidad constante en línea recta a menos que una fuerza actúe sobre él. En resumen, un cuerpo en movimiento tiene inercia y se necesita una fuerza para vencer esta inercia. La inercia es, por lo tanto, una especie de "falta de voluntad" para cambiar. De la misma manera, un cuerpo que gira tiene inercia rotacional y prefiere mantener esta inercia. En efecto, se necesita una fuerza para cambiarlo. En el caso anterior, sin embargo, estamos tratando con un movimiento de rotación, por lo que la fuerza es una fuerza de rotación, y nos referimos a esta fuerza como momento de torsión. (Usted aplica torque cada vez que gira la perilla de una puerta o abre un frasco).
Sin embargo, si observamos un disco giratorio, es fácil ver que la "velocidad lineal" (p. ej., pies por segundo) a lo largo del disco varía. La rapidez en un punto cercano al borde es obviamente mayor que la rapidez en un punto cercano al centro. Esto significa que para un objeto que gira, la velocidad en varios puntos a lo largo del objeto aumenta a medida que aumenta la distancia desde el eje de giro. Debido a esto, la fuerza ordinaria (o lineal) f y la fuerza de rotación o momento de torsión, que denotamos por τ, están relacionadas. Esto se puede expresar como τ = f × r.
Volviendo a la inercia rotacional, es fácil demostrar que un objeto giratorio prefiere mantener un giro en una dirección particular. Suponga que tiene una rueda de bicicleta con un manillar en su eje para poder sujetarla con las manos. Si hace girar la rueda, luego intente girarla, encontrará que es muy difícil girar. En resumen, la rueda quiere seguir girando en la misma dirección. Esto significa que una bala que gira alrededor de un eje a lo largo de su forma alargada y viaja en una dirección determinada, prefiere mantener esta dirección. Spin, por lo tanto, "estabiliza" una bala en vuelo. Resulta que también disminuye el efecto que tiene sobre él el aire que lo rodea (es decir, la resistencia del aire). Debido a esto, la bola Minié era mucho más precisa y tenía un mayor alcance.
Es importante tener en cuenta que aplicar torsión a un objeto que no gira le da una aceleración angular, donde las unidades de aceleración angular son radianes/seg2. Y nuevamente, la relación entre la aceleración lineal y angular viene dada por la fórmula α = a/r, donde α es la aceleración angular y a es la aceleración lineal. Finalmente, de la misma forma que tenemos el momento lineal, también tenemos el momento angular, y el principio de conservación: el momento angular total de un sistema aislado permanece constante.
Con un rifle que tiene de cuatro a ocho vueltas en espiral en el interior de su cañón, una bala Minié saldrá con un giro de hasta veinte mil revoluciones por segundo, lo que le da una tremenda estabilidad en comparación con la bola esférica que no gira que se usa en los mosquetes.
No hay comentarios:
Publicar un comentario