Secundaria ¿por que los obuses caen de punta?

[skynet]

en el caso de una flecha, para que en un lanzamiento a larga distancia caigan de punta, se les pone unas plumas en la parte trasera para que ésta tenga más resistencia al aire y se genere un momento en el caso de que la orientación de la flecha no sea tal que apunte en la direccion de la trayectoria

pero en el caso de los obuses, se pretende conseguir este mismo efecto dandole un momento angular al salir por la punta del cañón, y a este respecto se me plantean dos preguntas:

1 - ¿cómo se consigue que el obús gire?, se que la parte interna del cañón no es lisa sino que lleva unos surcos helicoidales para conseguir este efecto .... pero la cuestión es que no veo por qué el obús tendría que girar a menos de que llevase en su superficie exterior unas muescas que le obligasen a segir los surcos del cañón .... pero creo que la superficie del obús es lisa..¿?

2 - una vez el obús ha salido de la punta del cañón ¿por qué el giro que lleva le hace apuntar en la dirección de la trayectoria?¿no debería de mantenerse apuntando en la dirección inicial en virtud del principio de conservación del momento angular?

¿qué opináis?

saludos

[arivasm]

Re: ¿por que los obuses caen de punta?

La razón del giro debida al rayado del ánima procede de que las fuerzas normales que se ejercen sobre el proyectil son diferentes donde hay hendidura de donde no la hay. Esencialmente se trata de fuerzas de contacto (que tiene asociado el efecto indeseable del rozamiento, y entonces de reducción del velocidad del proyectil), pero también juega un papel el gas que es impelido entre el proyectil y el ánima donde no se produce dicho contacto.

Por lo que se refiere a la conservación del momento angular, ésta se producirá en sentido estricto solo si el disparo ocurre en el vacío. En aire las fuerzas aerodinámicas, además de causar el frenado del proyectil, producirán un torque sobre el mismo que variará su eje de rotación (es decir, causará precesión y nutación) si el centro de las presiones que aquellas ejercen y el centro de masas definen una recta que no coincide con el eje del proyectil.

Debido a la curvatura de la trayectoria esa falta de alineación iría aumentando si el proyectil conservase su orientación inicial.

El efecto de las fuerzas aerodinámicas depende, lógicamente, del momento angular del proyectil, que es lo mismo que decir de su velocidad angular. Si ésta es demasiado pequeña, dichas fuerzas harán que el proyectil adquiera una precesión y nutación excesivamente grande y éste irá tambaleándose de una manera indeseable para los propósitos de su diseño (o sea, hacer daño, no nos engañemos). Si es demasiado grande, la variación de la orientación del proyectil respecto de la original será pequeña y nos encontraremos con que el ángulo que forma con el objetivo en el momento del impacto tampoco será adecuado.

Así pues, lo que se busca es una velocidad angular óptima, que permita que las fuerzas aerodinámicas vayan torciendo el eje de rotación de manera que se mantenga próximo a la trayectoria. Según parece, el óptimo conlleva que el proyectil ya posea inicialmente cierta precesión. Es decir, un disparo absolutamente perfecto no es tan bueno como uno que ya tenga el "defecto" adecuado.