Измерение скорости полета пули с помощью баллистического маятника

  • Вид работы:
    Практическое задание
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    16,63 Кб
  • Опубликовано:
    2013-03-04
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Измерение скорости полета пули с помощью баллистического маятника

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

КАФЕДРА ОБЩЕЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ




Отчет по лабораторной работе

ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТИ ПОЛЕТА ПУЛИ С ПОМОЩЬЮ БАЛЛИСТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА


Выполнил: студент группы

Казакова А.Д.

Проверил Левин К.Л.





Санкт-Петербург 2012

Цель работы - определить скорость полета пули с помощью крутильных колебаний баллистического маятника.

Скорость полета пули может достигать значительной величины в зависимости от стреляющего устройства. Ее прямое измерение, то есть определение времени, за которое пуля проходит известное расстояние, в учебной лаборатории не представляется возможным.

Для лабораторной работы разработана методика косвенного измерения скорости полета пули с помощью баллистического маятника.

В основе эксперимента лежит явление неупругого соударения тел, в результате которого баллистический маятник совершает крутильные колебания.

Если летящая пуля испытывает неупругий удар с неподвижным телом большей массы, то скорость тела после удара будет существенно меньше первоначальной скорости пули и ее можно будет измерить достаточно простыми .Маятник вместе с пулей, получив импульс, отклоняется от положения равновесия на угол α. Скорость маятника мала, поэтому сопротивлением воздуха можно пренебречь. Баллистический маятник представляет собой два стержня 1, подвешенных на вертикально натянутой проволоке 3 (рис. 4.1). На стержнях закреплены мисочки с пластилином 2 и перемещаемые грузы 4. При попадании пули в мисочку с пластилином, маятник начинает поворачиваться вокруг своей вертикальной оси, совершая крутильные колебания.


При выводе расчётных формул использованы формулы для момента инерции и периода крутильных колебаний физического маятника, а также законы сохранения момента импульса и полной механической энергии. Принято допущение при этом о малости неконсервативных сил.

На основании закона сохранения момента импульса можно написать

Согласно закону сохранения полной механической энергии при повороте маятника кинетическая энергия маятника переходит в потенциальную энергию закручивающейся проволоки.

,

где - наибольший угол поворота маятника; D - модуль кручения проволоки.

Учитывая, что момент инерции пули существенно меньше момента инерции маятника J , из уравнений (1) и (2) получим

.

Модуль кручения проволоки D можно определить, измерив период крутильных колебаний маятника Т. При малых углах отклонения период крутильных колебаний маятника определяется по формуле


Подставив выражение (4.5) в уравнение (4.3), выразим величину скорости пули

=

пуля баллистический маятник скорость инерция

Чтобы исключить измерения момента инерции J, запишем периоды колебаний маятника Т1 и Т2 при различных положениях грузов R1 и R2:


отсюда


В силу того, что момент инерции величина аддитивная, момент инерции баллистического маятника с грузами выразим в виде суммы


где М - масса двух неподвижных грузов; R - расстояние от центра масс груза до оси вращения; J0 - момент инерции маятника без грузов.

Для различных положений грузов на расстояниях R1 и R2:

в первом положении ; во втором положении



Решая уравнение (8) и (10) относительно J1 найдем


Подставив в формулу (4.6) период T1 и момент инерции J1 для положения грузов на расстоянии R1, получим окончательную формулу для расчета величины скорости пули

.

Таблица основных параметров:


Перевод в СИ:=0.09м=0.014м =0.14м=0,388кг=0.0039кг

==2.277==1.365

Формула для расчета погрешности

)

)=0,013

Окончательный результат: V=(0,53±0, 013)M/C.

Вывод : в ходе работы экспериментальным путём при помощи крутильных колебаний баллистического маятника, определила скорость полёта пули и вычислила погрешность измерений: V=(0,53±0, 013)M/C.

Вывод

Определила скорость крутильных колебаний с помощью баллистического матяника

Похожие работы на - Измерение скорости полета пули с помощью баллистического маятника

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!