balistika (od grč. βάλλεıν: bacati), grana fizike koja proučava gibanja bačenih tijela, napose brzinu, putanju i domet projektila ispaljenih iz vatrenog oružja.
Podjela balistike
Unutarnja balistika proučava izgaranje baruta u cijevi, pretvaranje kemijske energije u potisnu, nastali tlak, konstrukciju cijevi koje trebaju izdržati tlak, brzinu zrna i sl.
Vanjska balistika proučava gibanje projektila nakon izlaska iz cijevi koristeći se Newtonovim zakonima mehanike.
Balistika na cilju proučava učinak djelovanja projektila na metu.
Prirodna obilježja
Galileo Galilei je (1638) otkrio da je putanja bačenog tijela parabola, ako se zanemari otpor zraka. Uz taj uvjet proračun putanje, brzine u bilo kojoj točki, dometa i dr. vrlo je jednostavan. Međutim, zbog usporavanja zrna kao posljedice otpora zraka, skretanja zbog vjetra i zbog vlastite vrtnje zrna točan proračun putanje projektila vrlo je složen. Ako se gibanje izbačenoga tijela, uz zanemariv otpor zraka, razloži na horizontalnu i vertikalnu komponentu može se opisati dvjema diferencijalnim jednadžbama:
m d²x/dt² = 0
m d²y/dt² = − mg,
gdje su x, y koordinate projektila, m masa projektila i g ubrzanje sile teže. Prema prvoj jednadžbi ubrzanje projektila u horizontalnom smjeru je jednako nuli, a prema drugoj ubrzanje projektila jednako je ubrzanju sile teže. Ovisno o početnim uvjetima razlikuju se tri slučaja:
horizontalni hitac: x0 = 0, y0 = h, \(\left(\frac{{\rm d}x}{{\rm d}t}\right)\) = ν0, \(\left(\frac{{\rm d}y}{{\rm d}t}\right)\) = 0, gdje su x0, y0 = h početne koordinate a v0 početna brzina; kosi hitac: x0 = 0, y0 = 0, \(\left(\frac{{\rm d}x}{{\rm d}t}\right)_0\) = ν0 cos ϑ0, \(\left(\frac{{\rm d}y}{{\rm d}t}\right)_0\) = ν0 sin ϑ0, gdje je ϑ0 kut izbačaja (kut između horizontalne ravnine i tangente na parabolu u početnom trenutku) i vertikalni hitac: x0 = 0, y0 = 0, \(\left(\frac{{\rm d}x}{{\rm d}t}\right)_0\) = 0, \(\left(\frac{{\rm d}y}{{\rm d}t}\right)_0\) = ν0. Vertikalni hitac uz uvjet \(\left(\frac{{\rm d}y}{{\rm d}t}\right)_0\) = 0 (brzinu u horizontalnom smjeru jednaka nuli) i y0 = h prelazi u jednadžbu za slobodni pad.
Domet kosoga hitca je horizontalna udaljenost od početne do konačne točke putanje bačenoga tijela. Ako se početna i krajnja točka putanje nalaze na jednakoj visini domet ovisi o početnoj brzini i kutu izbačaja d = (v0²sin2ϑ0)/g, najveći je za kut izbačaja od 45 °.
U realnoj balistici zbog promjenljiva zračnoga otpora prva od dviju diferencijalnih jednadžbi nije jednaka nuli, nego:
\[m\left(\frac{{\rm d}^2x}{{\rm d}t^2}\right)=-F,\]
gdje je F promjenljiva sila otpora. Također je potrebno uvesti i treću koordinatu zbog mogućeg utjecaja vjetra, rotacije projektila (Magnusov efekt) i dr. na skretanje s putanje. Što je trenje veće, domet je manji, a parabola putanje strmija u silaznom dijelu putanje.
