Наверное нет в истории оружия более холиварной темы чем луки. О чем тут только не спорят. И что лучше: лук или арбалет. И может ли длинный лук пробить рыцаря вместе с конем на дистанции в сто метров. И чьи луки лучше: степные или английские. И какая стрела лучше: тяжелая или легкая... Все это со временем обросло мифами, "магическими" технологиями, вроде использования древесины горного испанского бука для изготовления лонгбоу.. В общем попробуем в этом всем немного разобраться в этом цикле статей (тема большая, и я не уверен, что смогу уложиться в рамки одной публикации)
Есть такая замечательная присказка: "Если хочешь, чтобы окружающий тебя мир был полон магии и загадок - просто не учи физику в школе". Поэтому начнем разбор всех лучных мифов с общего представления о луке как о динамической системе. Для этого построим для себя упрощённую модель системы "лук+тетива+стрела". Чтобы не забивать себе голову интегралами предположим, что плечи нашего лука абсолютно неупругие, крепятся к рукоятке нашего лука в точках А и Б с помощью абсолютно упругих соединений. При этом вес плеч сосредоточен в точках В и Г на их концах. Назовем его условно приведенным весом плеч. Для тетивы примем следующие допущения: она абсолютно не упругая и весь ее вес сосредоточен в точке Д. Т.е. в точке наложения стрелы. Простоты ради примем, что точка наложения стрелы и точка приложения силы натяжения совпадают.
Примем так же, что наша система замкнута. Т.е. в ней нет трения, сопротивления воздуха и прочей ерунды. А теперь давайте натянем наш воображаемый лук, т.е. сообщим системе потенциальную энергию, и посмотрим как она себя поведет. Очевидно, что в нашем случае запасённая потенциальная энергия перейдет в кинетическую энергию подвижных частей. Помните формулу из школьной физики "эм умножить на вэ в квадрате и разделить на два"? Так вот это она. И она будет равна сумме кинетических энергий составных частей системы. А так как все чати системы , т.е. плечи, стрела и тетива жестко связаны между собой, то двигаться они будут с одинаковой скоростью. (Ну почти, поскольку скорости плеч хоть и будут численно равны скорости тетивы, по направлению будет немного от нее отличаться. Но ради простоты концепции мы с вами закроем на это глаза.) А значит энергия в них будет распределяться пропорционально их массе. Это следует из нашей формулы) Что нам дает понимание этого простого факта? Ровно три вещи и один сюрприз.
Первая - у лука (любого) есть предельная скорость выстрела. Это скорость движения его тетивы при массе стрелы равной нулю. Как не облегчай стрелу, из какой камышинки ты ее не делай, но быстрее чем тетива при холостом выстреле она не полетит. Эта скорость зависит от конструкции лука и материалов из которых он изготовлен. (рекурсивный, блочный, композитный, обычный деревянный и т.д...)
Вторая - чем тяжелее сам лук, его плечи, его тетива - тем он медленнее. Потому что потенциальная энергия расходуется на разгон не только стрелы, но и плеч и тетивы лука. Никуда не денешься.
Третья - чем тяжелее стрела - тем больше энергии она заберёт из системы, но тем медленнее будет вся система в целом.
Ну и сюрприз - чем меньше стрела забрала энергии из системы - тем больше ее в системе осталось. И вся эта не израсходованная энергия в момент, когда закончится длина тетивы, перейдет из кинетической во внутреннюю энергию. Проще говоря у системы (лука) будет отличный повод (и возможность) сломать саму себя. Поэтому когда вы с спортивном магазине пытаетесь натянуть лук - к вам тут же устремляется продавец с глазами на выкате и заламывая руки начинает умолять не делать холостой выстрел.
На этом, пожалуй, закончим наше техническое предисловие к циклу статей о лучных мифах, и перейдем к настоящей "магии".... Но уже в следующей статье.