Determinarea vitezei unui glonț

Obiectiv: Introducerea diferitelor metode de măsurare a vitezelor.

Aparatură și materiale: pistol cu ​​aer, pendulul balistică, riglă milimetri, la scară, câmpuri de reglare (motor electric cu arbore lung), stroboscop, discuri de hârtie.

Există două modalități de măsurare a vitezei - Măsurarea directă a distanței și a timpului, sau determinarea de energie sau impuls al organismului și viteza de calcul corespunzătoare.

măsurare bullet 1. viteza de zbor metoda cinematică.

Metoda cinematică de determinare a mișcării gloanțelor de viteză bazate pe măsurarea timpului în care glonțul zboară distanța cunoscută între cele două discuri de hârtie uniform rotative. Dacă unghiul de rotație a discurilor în timpul unui glonte între ele j, iar viteza unghiulară de rotație w, timpul de zbor al glonțului între discuri

Cunoscând distanța d dintre discuri și presupunând mișcarea uniformă a glonțului, glonțul este ușor de a determina viteza de relația:

Dacă discul nu este rotit, glonțul a lovit primul disc de la punctul A, iar al doilea ar fi rupt la punctul A. Cu toate acestea, deoarece discul se rotește, mingea trece aproape de punctul B. Unghiul j poate fi exprimat relație B'A arc cu raza discului R .

Unghiulară w = Discul vitezei 2PN, unde n - numărul de rotații ale arborelui motorului pe secundă.

Astfel, viteza de se calculează cu formula:

Instalarea este conceput ca un ax orizontal, al cărui capăt este îmbrăcat pe arborele motorului, iar celălalt sprijinit de un lagăr montat în rack. La două prindere ax placate cu discuri de hârtie. Discurile Clips pot fi mutate de-a lungul arborelui. Fixarea lor pe arborele se face cu șuruburi. Rotirea discuri în raport cu arborele este exclusă, deoarece terminale conectate la spline arborelui. Pentru a schimba necesitatea de a deșurubați piulița și glisați axul spre stânga. Apoi, clemele pot fi ușor îndepărtate de pe arbore.

disc stroboscopic la capătul liber al motorului și dispozitivul de iluminare cu o lampă cu neon utilizată pentru a determina viteza de rotație a motorului.

Stroboscop - un control - dispozitiv de măsurare pentru monitorizarea mișcărilor rapide periodice și de măsurare a vitezei de rotație. Acțiune Appliance osnovanona efect stroboscopic, care este după cum urmează. În cazul în care organismul este angajat într-o mișcare periodică cu o T. perioadă luminează intermitent scurte de lumină, perioada succesivă T „(durata blițului T) la T = nT“ unde n = 1, 2, 3. Corpul va apărea staționar. Având atins această poziție, și cunoscând rachete de semnalizare perioadă poate determina perioada (frecvența) a traficului de testare.

În disc stroboscopic montat pe arborele motorului cu capătul din spate se confruntă cu 10 are o lățime pistă mică alternativ cu secțiuni negre și albe.

Atunci când sunt iluminate cu lampa de neon conduce inelul cu o schimbare treptată a vitezei va apărea alternativ nemișcat.

Dacă secțiunile K număr zachernonnyh aparent inel fix, discul comite

1. Se măsoară diametrul discului conducător de hârtie milimetrică.

2. Fixați motorul electric pe axa roților și se măsoară distanța dintre ele.

3. Încărcați arma și instalați-l într-un suport pentru montarea pistolului, astfel încât axa corpului cilindric este paralelă cu axa motorului și un glonț a trecut linia conduce la o distanță de 2-3 cm de marginea discului.

Atenție! Respectați următoarele măsuri de precauție când se lucrează cu arma:

a) taxa arma este permisă numai imediat înainte de ardere;

b) arma încărcată nu se pot abate chiar și pentru un moment de țintă;

c) inainte de a trage pentru a verifica dacă următorii elevi de lucru nu au fost pe linia de tragere.

4. Porniți motorul și permite rotirea stabilă a arborelui și unitatea.

5. Rotiți lampa de neon atinge o situație în care unul dintre inelele de disc stroboscopice va arata staționar. Numărați câte are secțiuni înnegrite la acest inel și de a determina viteza motorului de rotație.

Atenție! Feriți-vă de a atinge o mână de la părțile în mișcare!

6. Asigurați-vă împușcat și opriți lampa motorului și neon.

Nota 7. O gaură penetrate de un glonț în primul disc și al doilea vO gaura disc. Desenați razele care trec prin aceste găuri.

8. montare Eliberarea unul din discuri și aliniați roțile, după care banda flexibilă (sau centimetru de croitorie), lungimea arcului de măsură SD (distanța S)

9. Se calculează viteza unui glonț. Rezultatele măsurătorilor și de calcul sunt prezentate într-un tabel:

Viteza de rotație n (l / c)

10. Se calculează eroarea de măsurare absolută și relativă.

2. Măsurarea vitezei bullet cu ajutorul unui pendul balistic.

pendul balistic este suspendat vertical pe corp masiv filamente extensibile. Este liber să se abată în plan vertical, atunci când o lovitură este făcută în ea.

În cazul în care lungimea pendulului de impact bullet este mic în comparație cu T pendulul perioadă, pendulul nu are timp să se abată semnificativ de la poziția de referință în timpul coliziunii. Acest lucru înseamnă că, la momentul impactului, nu se produc forțe care doresc să se întoarcă pendulul în poziția sa inițială, astfel încât sistemul „glontul - pendulul“ poate fi considerată ca fiind închise, și i se aplică legile de conservare a impulsului și a momentului cinetic. În ceea ce privește T <<Т;

unde M este masa pendulului

V - viteza de glonțului la pinul

U este viteza glonțului și pendulul după impact.

Utilizarea acestei ecuații este destul de acceptabil, dar nu universal pentru probleme legate de ciocnirea a două solide, dintre care una (în experiența noastră un pendul) are o axă fixă ​​de rotație. Capacitatea de a utiliza legea conservării impulsului este asociat în acest caz, faptul că dimensiunile pendulare sunt mici în comparație cu lungimea de suspendare, adică, pendulul poate fi considerată ca o ecuație matematică, iar apoi legea conservării momentului cinetic în ecuația legii conservării impulsului pentru „sistemul Bullet pendul“.

După pendulului impact se rotește în jurul unei axe orizontale și centrul de greutate este ridicată la partea superioară a înălțimii h. Legea conservării energiei mecanice după impact poate fi scris ca:

Acum puteți găsi viteza unui glonț la grevă:

Deoarece măsurarea deplasării verticale este dificilă, aceasta poate fi înlocuită cu o simplă măsurare orizontală

circulație. Într-adevăr, Figura 10 arată că înălțimea de ridicare a maselor pendulul h este egal cu:

h = l - l cosa = l (l - cosa) = l × Sin 2a

Pentru unghiuri mici, sin a / 2 »a / 2, atunci

Fig. 10 arată că S = sina / l. Având în vedere micimea unghiului Sina »a.Takim mod a = S / l, și

deoarece M >> m. în cele din urmă am

pendul balistic folosit în această lucrare este un cilindru a cărui parte centrală este umplută cu lut. Cilindrul este suspendat pe patru filamente care împiedică apariția Deviația laterală a pendulului, dacă glonțul lovește partea axei cilindrului.

1. Se măsoară greutatea Bârnă pe trei sau cinci gloanțe și pentru a găsi valoarea medie a unui glonț în greutate.

2. Generarea unui cilindru shot și măsoară cantitatea de deplasare orizontală S. Păstrați mișcare glonț traiectoria situată într-un plan vertical care trece prin axa cilindrului, și lipite la zero în plastilină. Experiența se repetă de 3-5 ori.

3. Se calculează valoarea medie S.

4. Formula calcula viteza estimată a unui glonț. (M = 2,1 kg; l = 2,04M g = 9,81 M / c2).

6. Aceste măsurători și calcule enumerate într-un tabel:

7. Găsiți eroarea absolută și relativă de măsurare a vitezei unui glonț.

1. În ceea ce este metoda cinematică de determinare a vitezei unui glonț?

2. Cum se măsoară durata de timp scurt între discuri gloanțele?

3. Care este metoda stroboscopică de măsurare a frecvenței?

4. Care sunt valorile care urmează să fie măsurate pentru a determina viteza unei metode glonț cinematic?

5. Eroarea în măsurarea oricare dintre valorile face ca cea mai mare contribuție la incertitudinea în determinarea vitezei unui glonț? Ce trebuie să ia pentru a reduce eroarea în determinarea vitezei unui glonț?

6. Statul legea conservării impulsului și energiei.

7. Este posibil să presupunem că energia cinetică a unui glonț în cazul de coliziune inelastică complet transformată în energia potențială a pendulului?

8. Formulele pentru erori absolute și relative.

9. Măsurarea o magnitudine oferă cea mai mare contribuție la eroarea? De ce?

10. De ce poate fi considerat sistemul „pendul-glonț“ așa cum este închis?

11. Ce lege se bazează metoda dinamică pentru determinarea vitezei unui glonț?

12. Care este insuflam este un absolut neelastică?

13. Ce determină scăderea energiei cinetice a sistemului, ca urmare a coliziune inelastică?

Laborator № 5

legile de cadere libera

Obiectiv: Pentru a determina accelerația gravitațională, pentru a verifica corectitudinea căii împotriva timpului cu mișcare uniform accelerată.

Într-o mică distanță de suprafața de forța gravitațională a Pământului poate fi considerată constantă. De aceea, corpul în cădere liberă este prezentă la gravitate zero trebuie să se deplaseze cu accelerație uniformă.

La altitudini joase de 2-3 cm, picătură bile de oțel cu diametru pot fi considerate libere, deoarece în acest caz, putem neglija rezistența aerului. În acest caz, picătură mingea va avea loc în conformitate cu legile mișcării uniform accelerate:

unde h - înălțimea de cădere mingea,

T - timpul de cădere mingii

1. Ce este mișcarea numita cădere liberă?

2. De ce este accelerația gravitațională este diferită la diferite puncte de suprafața pământului?

3. Producția formula care exprimă relația dintre accelerația gravitațională prin | înălțime deasupra solului.

4. De ce două discuri mici de același diametru (carton și metal) se încadrează în aer la viteze diferite?

5. Cum să învețe prin experiență că accelerația g nu depinde de forma și greutatea?

6. Imprimați formula care exprimă relația dintre adâncimea accelerației g

7. Formulați legea atracției universale. Care este sensul fizic al constantei gravitaționale?

8. Care este tensiunea și potentsialpolya gravitatea? Notați expresia acestor valori pentru cazul în care câmpul este produs printr-un punct material.

9. Care câmpuri sunt numite omogene, și care - Central? Dați exemple de câmpuri gravitaționale omogene și centrale.

Laborator № 6