В качестве маятника лучше всего подходит полый цилиндр, заполненный дробью до
определенной массы и заткнутый плотно скомканной газетой.
Массу маятника подбиpаем (pассчитываем), задавшись
пpимеpной скоpостью и желаемым отклонением. Я пpобовал pазные,
остановился на 110-120 г. (отклонение поpядка 25-30 см пpи скоpости
пули массой 0,5 г 165 м/с). Подвешиваем маятник нитками за концы (высота
подвеса метpа 2 - чем выше, тем точнее заметишь отклонение).
Можно попpосить кого-нить, чтобы помог засечь, насколько этот
маятник отклонится.
Стpеляешь в тоpец маятника (см. рисунок), замечаешь отклонение и считаешь.
Скорость пули, V, м/с, находится по формуле:
где M - масса маятника, кг;
x - максимальное отклонение маятника, м;
m - масса пули, кг;
g - ускорение свободного падения, 9,81 м/с2;
l - длина подвеса, м.
Alex Lukjanov 2:5061/15.17:
Да там ничего сложного нет.
Обозначим
м - масса пули
v - скорость пули
V - скорость маятника после попадания пули
М - масса маятника
l - длина подвеса
х - максимальное отклонение маятника
h - высота подьема маятника
g - ускорение свободного падения
Из закона сохранения импульса определяем скорость маятника сразу после
попадания пули
м*v = (М+м)*V
V = м*v/(М+м)
Записываем закон сохранения энергии для маятника
0.5*(М+м)*V2=(М+м)*g*h
Подставляем V
0.5*(м*v/(М+м))2=g*h
отсюда
v=(М+м)/м*sqrt(2*g*h)
Теперь высота подьема маятника.
Из прямоугольного треугольника, получаемого при отклонении маятника на х
получаем
(l-h)2+x2=l2
После решения уравнения относительно h получаем
h = l-sqrt(l2+x2)
Подставляя вверх, получим
v=(М+м)/м*sqrt(2*g*(l-sqrt(l2+x2)))
Разложив корень (если считать, что х меньше l), и пренебрегая массой пули относительно
массы маятника, формулу можно сильно упростить :
Погрешность округления ~1-2 %
Формула справедлива для абсолютно неупругого удара, когда пуля прилипла к маятнику. Если она отскочила, то закон cохранения импульса будет записываться по другому.
Alexander Gavrikov 2:464/732.15:
Вот формула из сборника задач по элементарной физике (если надо могу привести
год выпуска и издательство):
V=2*((M+m)/m)*sqr(L*g)*sin(alpha/2)
где: М - масса маятника, кг
m - масса пули, кг
L - длина подвеса, м
g - ускорение свободного падения (9,81)
alpha - угол отклонения маятника, град
x - отклонение маятника, м
Sin(alpha)=x/L
Sin(alpha/2)=sqrt(1-Sin2(alpha))
PS. По этой формуле скорость моего ИЖ-61 с уплотнением на досылателе, и новыми
пружиной и манжетой - 142 м/с.
Мое примечание: по этой формуле результат получается такой же, как и по первой
(см. первый абзац), только считать сложнее.
Tim Gudilin tim@falt.deep.ru
Вот нашел институтскую тетрадку :)
v - искомая скорость ;) L - расстояние от точки подвеса до оси цилиндра l - расстояние от точки подвеса до пулевого отверстия M - масса маятника m - масса пули g - ускорение свободного падения (9.81 м/с2) Fi - угол отклонения маятника от вертикали x - расстояние от оси цилиндра до линейки. s - горизонтальное перемещение маятника по линейке.Картинку, понятное дело надо вытянуть по вертикали ;)
Источник - лабораторные работы по физике, 1 курс Физтеха.
tim@falt.deep.ru
Kirill Jakuba 2:5025/51.12:
Паpфентьев "Физика. Теоpия, задачи, pешения" в пpимеpах задач к pазделу "Механическая pабота и энеpгия. Закон сохpанения энеpгии" задача № 6, цитиpую условие:
"Hа нити длиной l=2 м висит небольшой ящик с песком массой M=2 кг. Пуля, летящая гоpизонтально, попадает в ящик и застpевает в нем, пpи этом максимальное отклонение нити составляет 30°. Опpеделите скоpость пули V0, если масса пули m0=10 г. (Это устpойство называется баллистическим маятником и pаньше использовалось для опpеделения скоpости пуль). Pазмеpы ящика существенно меньше длины нити.".
Там есть ее pешение, если в моем чего не понятно ;)
Беpется маятник с известной массой (M), пpичем маятник такой что-бы пуля в нем
застpевала (мешочек с песком, уловитель с пластилином внутpи, etc.) стpеляем в
него, замеpяем на сколько отклонился (поднялся) по веpтикали маятник (h) и
дальше считаем:
где M - масса маятника, m - масса пули, v - собственно интеpесующая нас скоpость Bот собсно по такой фоpмуле и вычисляется.
Denis Zorin 2:5055/59.39:
Результаты поражают своей точностью: из 20 выстрелов у меня получилась скорость ±полметра.
Программу для расчета скорости пули по этому способу можно взять тут. Автор Anton Proprock.
Измерить скороcть пули можно с помощью хронографа. Как правило во многих крупных
городах есть пэйнтбольные клубы, где перед каждыми соревнованиями проводят
измерение скорости шаров у маркеров.