Retroceso para niños
El retroceso (también conocido como contragolpe o simplemente patada) de un arma es la fuerza que empuja el arma hacia atrás cuando se dispara. Imagina que empujas algo muy fuerte; tú también sientes un empujón en la dirección opuesta. Esto sucede por una ley de la física llamada la tercera ley de Newton. Dice que por cada acción, hay una reacción igual y opuesta. Cuando un arma dispara un proyectil hacia adelante, el arma recibe un empujón igual y opuesto hacia atrás.
Contenido
¿Qué es el Retroceso de un Arma?
Cualquier objeto que lanza algo con mucha fuerza, como un arma, genera retroceso. Sin embargo, este efecto es más notable en las armas de fuego y la artillería porque las fuerzas involucradas son enormes. Dentro del cañón, las presiones son altísimas y el proyectil se acelera a velocidades increíbles en muy poco tiempo. Al mismo tiempo, estas mismas presiones empujan la parte trasera del arma, haciendo que se mueva hacia atrás.
Este movimiento hacia atrás es el retroceso. Cuanto más pesado y rápido sea el proyectil, mayor será el retroceso. El arma se mueve hacia atrás a una velocidad que depende de su propio peso: cuanto más pesada es el arma, más lento será su movimiento hacia atrás. Por ejemplo, una bala pequeña que sale a 350 metros por segundo puede hacer que una pistola de 0.8 kg se mueva hacia atrás a 3.5 metros por segundo si nadie la sujeta.
¿Cómo se controla el retroceso?
Para detener el movimiento hacia atrás del arma, se aplica una fuerza en la dirección opuesta. En las armas pequeñas, el tirador usa su propio cuerpo para absorber esta fuerza, lo que se siente como una "patada". En armas más grandes, como ametralladoras pesadas o cañones, el retroceso se transfiere a la base donde está montada el arma.
Las bases de las armas no son lo suficientemente fuertes para soportar toda la fuerza del retroceso de golpe. Por eso, se usan mecanismos especiales para distribuir esa fuerza durante más tiempo. Esto hace que la fuerza que se siente sea menor y más fácil de manejar.
Sistemas de amortiguación
Los cañones modernos usan sistemas de amortiguación de retroceso. Estos sistemas tienen resortes y mecanismos hidráulicos, parecidos a los amortiguadores de un coche. Los cañones antiguos usaban cuerdas y la fricción para frenar el retroceso. Los amortiguadores permiten que la fuerza máxima del retroceso sea menor y así la base del arma no se dañe.
Frenos de boca
Muchos cañones modernos también usan frenos de boca. Estos dispositivos redirigen parte de los gases que salen del cañón hacia atrás. Esto crea una fuerza que empuja el cañón hacia adelante, ayudando a reducir el retroceso. Así, el sistema de amortiguación y la base del arma pueden ser más ligeros y eficientes.
En las armas sin retroceso, una gran parte de los gases se liberan hacia atrás por una boquilla. Esto crea una fuerza de empuje hacia adelante tan grande que casi elimina la necesidad de amortiguadores pesados. Sin embargo, esto hace que el proyectil salga con menos velocidad.
Retroceso en armas de mano
Los mismos principios físicos se aplican a las armas de mano. El cuerpo del tirador actúa como la base del arma y debe absorber el retroceso. Las manos, brazos y hombros tienen cierta fuerza y elasticidad para esto. Sin embargo, el límite de lo que se puede soportar varía entre personas. Depende del tamaño del tirador, si usa acolchado de retroceso, su tolerancia al dolor, el peso del arma y si usa dispositivos como frenos de boca. Por eso, es difícil establecer reglas de seguridad exactas para el retroceso en armas pequeñas.
La Física del Retroceso
Cuando se dispara un arma, dos leyes de la física son muy importantes: la conservación del impulso y la conservación de la energía. El retroceso se explica por la ley de conservación del impulso.
El impulso es la masa de un objeto multiplicada por su velocidad. La velocidad incluye la dirección del movimiento. El impulso se conserva, lo que significa que cualquier cambio en el impulso de un objeto debe ser compensado por un cambio igual y opuesto en el impulso de otro objeto. Por eso, cuando el proyectil gana impulso hacia adelante, el arma gana un impulso igual hacia atrás.
Un cambio en el impulso de una masa requiere una fuerza. En un arma de fuego, las fuerzas cambian muy rápido. El cambio rápido de velocidad del arma se siente como un golpe.
Impulso y su conservación
Si sumamos el impulso de todas las partes involucradas (el proyectil, los gases y el arma), el total siempre es cero, igual que antes de disparar. Esto significa que el impulso del proyectil hacia adelante es igual y opuesto al impulso del arma hacia atrás.
Gracias a esto, los ingenieros pueden calcular el retroceso y la energía que tendrá un arma basándose en la velocidad y masa del proyectil. Así pueden diseñar sistemas de amortiguación seguros. Para verificar estos cálculos, se pueden usar herramientas como el péndulo balístico y el cronógrafo balístico para medir el retroceso directamente.
La fuerza de los gases dentro del cañón empuja el arma hacia atrás. Esta fuerza actúa solo mientras el proyectil está dentro del cañón. La fuerza que detiene el arma (la que aplica el tirador o el sistema de amortiguación) se aplica durante más tiempo. Esto hace que el arma se mueva hacia atrás y luego se detenga.
En la mayoría de los casos, el retroceso dura mucho más que el tiempo que la bala pasa en el cañón. Un ejemplo de retroceso casi nulo sería un arma muy bien sujeta a una mesa pesada o a una pared. Sin embargo, esto no suele ser práctico ni seguro, ya que la fuerza del retroceso podría romper el arma o su soporte.
El efecto de los gases expulsados
Antes de que el proyectil salga del cañón, sella los gases calientes que se forman al quemarse la pólvora. Cuando el proyectil sale, estos gases se liberan de golpe, creando una onda de choque muy rápida. Esta explosión de gases hacia adelante empuja el cañón hacia atrás, añadiendo más retroceso al que ya genera el proyectil.
El retroceso total que siente el arma es la suma del impulso del proyectil y el de los gases expulsados. La masa de los gases expulsados es igual a la masa de la pólvora que se quemó. Los dispositivos en la boca del cañón pueden reducir el retroceso al cambiar cómo se expanden los gases. Por ejemplo, los frenos de boca desvían parte de los gases hacia los lados, reduciendo el empuje hacia adelante. Los compensadores de retroceso desvían los gases hacia arriba para evitar que el cañón se eleve.
Los silenciadores funcionan de otra manera. Usan placas internas para hacer que los gases viajen por un camino más largo antes de salir. Esto disipa la energía de los gases en un área más grande y durante más tiempo, lo que reduce tanto el ruido como el retroceso.
Cómo se siente el retroceso
En las armas pequeñas, la forma en que el tirador siente el retroceso es muy importante. Si un arma "patea mucho", el tirador puede tener miedo y tensarse antes de disparar. Esto puede hacer que apriete el gatillo de forma brusca, lo que afecta la puntería. Además, un retroceso excesivo puede causar lesiones, como un golpe en el ojo con la mira o daño en el hombro o la muñeca. También puede ser peligroso si el tirador no puede controlar el arma.
La sensación de retroceso está relacionada con la fuerza que el cuerpo aplica para detener el arma que se mueve hacia atrás. Un arma más pesada tendrá menos energía de retroceso y, por lo tanto, se sentirá con menos fuerza. Así, aunque el retroceso se calcula por el impulso, lo que realmente se siente y se controla es la energía de retroceso.
El retroceso puede sentirse como "suave" o "brusco". Un retroceso suave se extiende durante más tiempo, con una fuerza menor. Un retroceso brusco se siente en menos tiempo, con una fuerza mayor. Es como frenar un coche suavemente o de golpe. Las hombreras son un buen ejemplo de cómo se puede hacer que un retroceso brusco se sienta más suave, distribuyendo la fuerza en un área más grande y durante un poco más de tiempo.
En general, para entender el retroceso de un arma, hay que considerar el impulso de la bala (su peso multiplicado por su velocidad) y el peso del arma. Si el impulso de la bala es menor, el retroceso será menor. Si el arma es más pesada, el retroceso también será menor.
Las partes móviles del arma también afectan cómo se siente el retroceso. Por ejemplo, las escopetas que usan los gases para recargarse suelen tener un retroceso más "suave" que las de recarga fija. Esto se debe a que el movimiento de las piezas internas distribuye el retroceso durante más tiempo, haciendo que la sensación sea menos fuerte.
Armas Montadas
Un sistema de retroceso en un cañón grande absorbe la energía del retroceso, reduciendo la fuerza máxima que se transmite a su base. Los cañones antiguos sin estos sistemas se movían varios metros hacia atrás al disparar. Se usaban cuerdas o la fricción para limitar este movimiento, pero detenerlo por completo habría roto la base. Esto significaba que los cañones tenían que ser reposicionados y apuntados de nuevo después de cada disparo, lo que los hacía muy lentos.
Las armas modernas de disparo rápido fueron posibles gracias a la invención del sistema de retroceso hidroneumático. Este sistema, desarrollado por Wladimir Baranovsky entre 1872 y 1875, y adoptado por el ejército ruso y luego por Francia en el cañón de campaña de 75 mm de 1897, sigue siendo el principal sistema usado en los grandes cañones hoy en día.
En este sistema, el cañón se desliza hacia atrás sobre rieles. El retroceso es absorbido por un cilindro que funciona como un amortiguador de gas de un coche. Este cilindro contiene aire comprimido y aceite hidráulico. Cuando el cañón retrocede, comprime el aire, absorbiendo la energía. Luego, el aceite hidráulico disipa esa energía mientras el cañón regresa a su posición original por la presión del aire. Así, el retroceso se distribuye durante más tiempo, reduciendo la fuerza máxima que llega a la base del arma.
Retroceso suave en cañones
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En un sistema de retroceso suave, el resorte o cilindro de aire que devuelve el cañón a su posición inicial ya está casi completamente comprimido. Justo antes de disparar, el cañón se suelta y se mueve hacia adelante. La carga se enciende justo cuando el cañón llega a su posición más adelantada. Como el cañón todavía se mueve hacia adelante al disparar, aproximadamente la mitad del retroceso se usa para detener ese movimiento. La otra mitad se usa para volver a comprimir el resorte. Luego, un seguro mantiene el cañón en su lugar. Esto reduce a la mitad la energía que el resorte necesita absorber y la fuerza máxima que se transmite a la base. Sin embargo, es difícil lograr que el disparo ocurra en el momento exacto.
Otros dispositivos para el retroceso
Los rifles sin retroceso y los lanzacohetes expulsan gases hacia atrás para equilibrar el retroceso. Se usan a menudo como armas antitanques ligeras. Un ejemplo es el Carl Gustaf de 84 mm, de fabricación sueca.
En algunas ametralladoras, como la ametralladora Vickers diseñada por Hiram Maxim, el retroceso del cañón se usa para mover el mecanismo que alimenta las balas.
Véase también
En inglés: Recoil Facts for Kids
- Elevación del hocico, un efecto que hace que el cañón se levante durante el retroceso.
- Factor de potencia, un sistema usado en competiciones de tiro para valorar cartuchos con más retroceso.
- Operación de retroceso, cómo se usa la fuerza de retroceso para hacer funcionar un arma.
- Amortiguador de retroceso
- Freno de boca
- Almohadilla de retroceso
