Описание установки и метода измерений

 

Баллистический маятник представляет собой цилиндр массой M, подвешенный на двойном бифилярном подвесе (рис. 1). На некотором расстоянии от цилиндра по его оси укреплен пружинный пистолет. В центр неподвижного маятника производят выстрел. Горизонтально летящая пуля попадает в маятник и застревает в нем (абсолютно неупругий удар). В результате удара маятник с пулей приобретает некоторую скорость.

Так как в горизонтальном направлении внешние силы отсутствуют (силой трения мы пренебрегаем), то на основании закона сохранения импульса можно записать

 

, (1)

 

где m - масса пули; υ; - ее скорость; υ;₁ - скорость маятника с пулей сразу после удара.

Чтобы определить скорость υ;₁, применим закон сохранения механической энергии. В результате приобретенной механической энергии маятник отклонится от вертикали на некоторый угол a, а все его точки поднимутся на высоту h (рис. 1). В момент наибольшего отклонения маятника его кинетическая энергия превратится в потенциальную энергию:

 

.

Тогда

. (2)

 

Подставив (2) в (1),найдем выражение для скорости пули:

 

. (3)

 

Из прямоугольного треугольника АКО (рис. 1) имеем

 

.

 

Так как l>>h, то ,

и .

 

Подставив найденное значение h в выражение (3), получим для скорости пули формулу

 

. (4)

 

Формула (4) является расчетной. Величины S, l определяют экспериментально.