КРУТИЛЬНЫМ МАЯТНИКОМ. Цель работы: определить скорость пули с помощью крутильно-баллистического маятника, познакомиться с применением закона сохранения момента импульса

Студенты

 

Группа

 

Преподаватель

 

Дата

 

 

Челябинск

Цель работы: определить скорость пули с помощью крутильно-баллистического маятника, познакомиться с применением закона сохранения момента импульса.

Оборудование: крутильно-баллистический маятник с мишенью, пружинный пистолет, пуля, секундомер.

 

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

 

Скорость пули можно определить с помощью крутильно-баллистического маятника. Это обусловлено тем, что после удара маятник поворачивается на угол, пропорциональный скорости пули. Крутильно-баллистический маятник – это ……

 

Пусть горизонтально летящая пуля на расстоянии r от оси попадает в мишень маятника и застревает в ней. После удара маятник и пуля поворачиваются совместно, и это является признаком ……………….удара. Система тел пуля – маятник на время удара является замкнутой. Поэтому выполняется закон:

 

 

Уравнение закона имеет вид:

 

Если пренебречь добавкой момента инерции пули mr ² к моменту инерции маятника, то формула для определения скорости пули будет иметь вид:

 

Для определения момента инерции маятника используется формулы периода колебаний маятника

без груза: с добавочным грузом

 

Решая эти уравнения, получим для расчета момента инерции мятника формулу:

 

 

Угловую скорость маятника сразу после удара определим как первую производную от уравнения колебаний для угла поворота:

 

 

По рассчитанным значениям момента инерции и угловой скорости маятника определим скорость полета пули.

 

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

r, см
α , 0, град
α , 0, рад						< a 0 > рад

 

Перевод единиц измерения угла a ₀из градусов в радианы: 1рад =57, 3 град.

 

Масса пули m, г
Расстояние до груза l, см
Масса груза mгр , г
Период без грузов Т 0, с
Период с грузами Т 1, с
Момент инерции J, кг м2
Угловая скорость < w 0> 1 /с

Расчет среднего значения угла отклонения маятника:

 

< a ₀ > =

 

Расчет момента инерции маятника:

 

=

 

Расчет среднего значения угловой скорости маятника после удара: =

Расчет среднего значения скорости пули:

 

=

 

 

Оценка случайной погрешности угла отклонения маятника:

=

 

Оценка случайной погрешности измерений скорости пули:

 

=

Результат измерения скорости пули: V = ………±………… м/с. P = 0, 9.

 

 

Выводы.

 

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ