что такое баллистический маятник

Баллистический маятник

Сообщение Mhunter » 28 июл 2005, 22:16

Сообщение брянск » 28 июл 2005, 22:29

Сообщение Mhunter » 29 июл 2005, 08:42

Сообщение SwD » 29 июл 2005, 09:27

Сообщение Den_77 » 29 июл 2005, 14:45

Сообщение брянск » 29 июл 2005, 16:05

Сообщение Svar45 » 29 июл 2005, 18:05

Сообщение Mhunter » 29 июл 2005, 19:28

Сообщение Mhunter » 29 июл 2005, 19:33

Сообщение Mhunter » 02 авг 2005, 22:35

Сообщение OL KAY » 14 фев 2006, 17:33

Сообщение Ober » 14 фев 2006, 18:38

Сообщение Непоседа » 18 фев 2006, 17:07

Сообщение иваныч » 18 фев 2006, 20:08

Сообщение docalex » 18 фев 2006, 20:15

Сообщение docalex » 18 фев 2006, 20:28

Сообщение YuraS » 18 фев 2006, 20:45

Сообщение docalex » 18 фев 2006, 22:03

220 в), стоит между дисками.

Сообщение Butters » 18 фев 2006, 22:27

Сообщение Ober » 18 фев 2006, 23:02

Сообщение иваныч » 19 фев 2006, 14:20

Сообщение docalex » 19 фев 2006, 15:15

Сообщение SB » 19 фев 2006, 18:25

Сообщение docalex » 19 фев 2006, 22:38

Сообщение SB » 19 фев 2006, 22:50

Сообщение Ober » 19 фев 2006, 23:00

Сообщение docalex » 19 фев 2006, 23:56

Источник

СОДЕРЖАНИЕ

История

Первая система для замены баллистических маятников прямыми измерениями скорости снарядов была изобретена в 1808 году, во время наполеоновских войн, и использовала быстро вращающийся вал известной скорости с двумя бумажными дисками на нем; пуля выстреливалась через диски, параллельно валу, а угловая разница в точках попадания обеспечивала затраченное время на расстоянии между дисками. Прямой электромеханический часовой механизм появился в 1848 году, когда часы с пружинным приводом запускались и останавливались электромагнитами, ток которых прерывался пулей, проходящей через две сетки из тонких проводов, снова давая время, чтобы пройти заданное расстояние.

Математические выводы

Большинство учебников физики предоставляют упрощенный метод расчета скорости пули, который использует массу пули и маятника, а также высоту движения маятника для расчета количества энергии и количества движения в маятнике и системе пули. Расчеты Робинса были значительно более сложными и использовали меру периода колебаний для определения инерции вращения системы.

Простой вывод

Начнем с движения системы пуля-маятник с момента удара пули по маятнику.

Итак, по закону сохранения механической энергии имеем:

м б ⋅ v 0 знак равно ( м б + м п ) ⋅ 2 ⋅ грамм ⋅ час <\ displaystyle m _ <\ textrm > \ cdot v_ <0>= (m _ <\ textrm > + m _ <\ textrm

>) \ cdot <\ sqrt <2 \ cdot g h>>>

Crosman 1377, энергия 10,6 джоулей (указано 10), начальная скорость 206 метров в секунду

Ekol Ultimate, кал. 0,25, вес гранул 1,15 грамм, масса блока 80 грамм

Ekol Ultimate: энергия 26,6 джоулей (указано 30), начальная скорость 215 метров в секунду.

Формула Робинса

Робинс использовал футы для длины и унции для массы, хотя другие единицы, такие как дюймы или фунты, могут быть заменены, если сохраняется последовательность.

Формула Пуассона

Формула, основанная на инерции вращения, аналогичная формуле Робена, была получена французским математиком Симеоном Дени Пуассоном и опубликована в The Mécanique Physique для измерения скорости пули с использованием отдачи оружия:

м v c ж знак равно M б k ′ грамм час <\ displaystyle mvcf = Mbk '<\ sqrt >>

Т знак равно π k ′ 2 грамм час <\ displaystyle T = \ pi <\ sqrt <\ frac > >>>

Баллистический маятник Экли

П.О. Экли описал, как сконструировать и использовать баллистический маятник в 1962 году. В маятнике Экли использовалась параллелограммная связь со стандартизованным размером, что позволяло упростить расчет скорости.

Чтобы использовать маятник, он оснащен устройством для измерения горизонтального расстояния качания маятника, например, световым стержнем, который будет отталкиваться назад задней частью маятника при его движении. Стрелок сидит на расстоянии не менее 15 футов (5 м) от маятника (что снижает воздействие дульной струи на маятник), и пуля попадает в маятник. Для расчета скорости пули при горизонтальном раскачивании используется следующая формула:

Источник

Изготовление баллистического маятника и определение скорости полета пули

Разделы: Физика

Опыт работы в школе показывает, что большие возможности для развития мышления и творческих способностей учащихся дает учебно-исследовательская работа. Выполнение исследовательских работ позволяет более глубоко изучить исследуемый объект, побуждает учащихся мыслить масштабно, искать причинно-следственные связи в изучаемых явлениях природы, делать самостоятельные выводы, обобщать и использовать результаты исследований в практике собственной жизни. Учебные исследования, учитывающие практические нужды предмета, школы, да и самого учащегося, поднимают авторитет школьных знаний, сближают с жизнью, дают возможность на практике применить знания, полученные на уроках. Создание нового учебного пособия – баллистического маятника – и было одной из таких исследовательских работ.

Метод баллистического маятника используется для определения скорости быстро движущихся объектов. Изготовленный маятник представляет собой полый цилиндр (часть стальной трубы), внутренний диаметр которого 4 см, длина 25 см. Полость его до половины заполнена пластилином. На корпус при помощи заклепок укреплены четыре металлические петли при помощи которых крепится бифилярный подвес, который необходим, чтобы предупредить возникновение поперечных отклонений маятника, если пуля ударяет сбоку от оси цилиндра. На нижней образующей цилиндра укреплена прозрачная линейка длиной 20 см. (рисунок 1). Для крепления повеса на потолке кабинета была установлена пластина из ДСП с закрепленными на ней крюками. Подвес представляет собой четыре нити длиной 1,7 м. (рисунок 2). Чтобы легче было устанавливать маятник в горизонтальное положение, нижний конец нитей закреплен при помощи полимерной трубки, что позволяет регулировать его длину. На концах нитей укреплены металлические крючки. Отсчет величины горизонтального смещения маятника осуществляется на экране при помощи теневой проекции. На экране заранее необходимо сделать отметку, относительно которой будет измеряться горизонтальное смещение. В качестве осветителя мы используем отреставрированный старый детский фильмоскоп с откидной крышкой ДМ-4Т. Линейка маятника помещается между объективом и конденсором. Для установки пневматической винтовки или пистолета была изготовлена специальная подставка (рисунок 3)

Рисунок 1

Рисунок 2

Таким образом, исследовательская работа учащихся позволила пополнить кабинет физики новым демонстрационным прибором.

Источник

Баллистический маятник

Цель работы: изучение движения крутильного маятника под действием короткого импульса внешней силы и определение скорости пули методом крутильного маятника.

Основным элементом лабораторной установки является крутильный маятник (рис. 1). При попадании

в него выпущенной стреляющим

устройством «пули» маятник на-

чинает вращаться и совершать

крутильные колебания вокруг

ятник с помощью закона сохра-

нения момента импульса для

системы «пуля – маятник» :

рость пули непосредственно

перед ударом, L – прицельное

расстояние (рис. 1), I – момент

где D – постоянная момента упругих сил, возникающих в закрученной проволоке.

Из (1) и (2) можно найти:

(3)

Для экспериментального определения скорости пули удобно преобразовать соотношение (3) так, чтобы в него входили непосредственно измеряемые на опыте величины. Сначала воспользуемся формулой для периода колебаний Т слабо затухающих крутильных колебаний маятника (см. например, описание работы № 9):

(4)

и исключим неизвестную величину D. В результате получим:

(5)

Согласно теореме Гюйгенса – Штейнера, момент инерции маятника можно представить в виде:

где 2M – масса двух имеющихся на маятнике подвижных грузов, R – расстояние от центра масс каждого из этих грузов до оси вращения маятника, Io – момент инерции маятника при условии, что расстояние R было бы равно нулю. Подставляя это выражение в (5), получим следующую формулу для определения скорости пули:

(7)

Соотношение (3), использовавшееся при выводе выражения (7), было получено для идеализированной модели, а именно, предполагалось, что выполнены следующие условия:

1) колебания маятника являются незатухающими;

2) время t соударения пули с маятником мало по сравнению с периодом колебаний:

которое позволяет получить оценку t :

Величины, стоящие в правой части неравенства (10), определяются на опыте. В лабораторной установке глубина проникновения пули в маятник

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Баллистический маятник

Баллистический маятник выполнен в виде заполненного песком деревянного ящика 12 кубической формы с длиной ребра 20 см; на одну из стенок ящика на подкладке из листовой резины толщиной в 6 мм наклеена обычная стрелковая мишень 2 ( черт. При помощи двух болтов 19 с барашками 18 ящик соединяется с дюралевой пластинкой / 7, имеющей равную с ним длину ребра, при толщине 2 мм. Расстояние от потолка до пластинки / / равно 400 см. Рядом с подвесами в потолке укреплено кольцо 5, по которому ходит шнур 7 с грузиком 17, служащий для измерения длины подвеса. [1]

Баллистический маятник для измерения мощности взрывчатых средств применяется преимущественно в США. Действие его основано на ударном действии газов при взрыве. Одновременно с выбрасыванием снаряда происходит отдача тяжелого маятника, которая измеряется по шкале в градусах при помощи подвижного указателя. [3]

В баллистический маятник массой М5 кг попала пуля массой т10 г и застряла в нем. [10]

Метод баллистического маятника дает то преимущество, что в принципе измеряемая энергия излучения выражается через основные механические и физические характеристики крутильного маятника. Поскольку все такие величины можно совершенно точно измерить и проконтролировать, возможна абсолютная калибровка. Еще одно преимущество метода в том, что в процессе измерения поглощается лишь малая часть лазерного пучка, а остаток можно использовать для других целей. Но работа с большинством подобных приборов связана со значительными экспериментальными трудностями, причем от экспериментатора требуется много мастерства. Поэтому вряд ли данный метод в самом ближайшем будущем будет разработан настолько, что станет пригодным для обычных лабораторных измерений. [11]

Основой баллистического маятника является груз, подвешенный на жестких тягах к неподвижной опоре. При воздействии на маятник потока ПВ или ударной волны он получает некоторый импульс и отклоняется на соответствующий угол. Конструкции баллистических маятников весьма разнообразны. [13]

Числа оборотов баллистического маятника после излома образца отсчитываются по шкале таховольтметра 15, работающего от таходинамо 16; эти числа оборотов могут определяться и по осциллографу, подключенному вместо таховольтметра. [15]

Источник