Что представляет собой баллистический маятник

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.

Физика. Механика. Баллистический маятник

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)

Используется данная установка при изучении неупругого соударения тел. Перед соударением маятник покоится, а пуля движется со скоростью v. После соударения маятник и пуля имеют общую скорость u. В соответствии с законом сохранения импульса mv = (M + m)u, где m – масса пули, М – масса маятника.

Измерение массы пули проводим на весах с цифровой индикацией, а измерение массы маятника на рычажных весах. При ударе пули в маятник его груз вместе с пулей приобретает кинетическую энергию, равную после соударения (M + m)u 2 /2. А так как масса пули m

Мы производим выстрелы из пневматической винтовки ИЖ-38С и пистолета ИЖ-53М, которые имеются в школьном тире. Неплохо произвести выстрелы из одного оружия, используя пули разной массы.

Баллистический маятник.

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

Источник: urok.1sept.ru

Что такое баллистический маятник? Для чего и как он применяется?

Баллистический маятник представляет собой массивное тело, укрепленное на подвесе Движущаяся пуля, попадая в неподвижный маятник, вызывает его колебания. Зная массу пули — m, массу маятника — М и максимальную величину подъема центра тяжести маятника — h, можно рассчитать скорость пули V в момент соударения ее с маятником
Идея измерения скорости пуль с помощью баллистического маятника была впервые применена в 1707 году, однако, этот метод до настоящего времени с успехом применяется на практике
. В 1844 году Константинов изобрел баллистический маятник для изучения работы ракет. Баллистический маятник давал возможность определить реактивную силу, двигающую ракету, и время ее действия. «Я прибегнул к аппарату, — писал Константинов, — самому верному, которым только обладают — наблюдательные науки при измерении времени, и поэтому устроил для ракет баллистический маятник». Эта идея Константинова имела важнейшее значение для развития ракетной техники. Баллистическим маятником до сих пор пользуются при исследовании ракет.

Остальные ответы

Баллистический маятник представляет собой цилиндр массой М, подвешенный на длинных нитях. Цилиндр маятника заполнен пластилином. К нему прикреплена стрелка для отсчета его смещения по горизонтальной шкале.

Маятник в который стреляют, применяется для расчёта скорости пули на выходе из ствола оружия, а так-же для расчёта максимальной дульной энергии

Источник: otvet.mail.ru

Баллистический маятник

Баллисти́ческий маятник – прибор для определения импульса пули или снаряда, по которому можно рассчитать скорость и кинетическую энергию. Баллистические маятники в значительной степени устарели благодаря современным хронографам, которые позволяют непосредственно измерять скорость снаряда.

Хотя баллистический маятник считается устаревшим, он использовался в течение долгого периода времени и привел к большим достижениям в науке баллистики. Баллистический маятник до сих пор встречается в классах физики из-за его простоты и полезности в демонстрации свойств импульса и энергии. В отличие от других методов измерения скорости пули, основные расчеты для баллистического маятника не требуют измерения времени, а опираются только на измерения массы и расстояния. [1]

Помимо того, что баллистический маятник используется в основном для измерения скорости снаряда или отдачи пушки, он может использоваться для измерения любой передачи импульса. Например, баллистический маятник был использован физиком Ч. В. Бойзом для измерения упругости мячей для гольфа, [2] , а физиком Питером Гатри Тейтом для измерения влияния вращения на расстояние, пройденное мячом для гольфа. . [3] [4]

• 1 История
• 2 Математические вычисления

• 2.1 Простые вычисления
• 2.2 Формула Робинса
• 2.3 Формула Пуассона
• 2.4 Баллистический маятник Экли

Источник: wiki2.org

Баллистический маятник

Alex Lukjanov :
«Измерение скорости пули
В качестве маятника лучше всего подходит полый цилиндр, заполненный дробью до определенной массы и заткнутый плотно скомканной газетой. Массу маятника подбиpаем (pассчитываем), задавшись пpимеpной скоpостью и желаемым отклонением. Я пpобовал pазные, остановился на 110-120 г. (отклонение поpядка 25-30 см пpи скоpости пули массой 0,5 г 165 м/с). Подвешиваем маятник нитками за концы (высота подвеса метpа 2 — чем выше, тем точнее заметишь отклонение). Можно попpосить кого-нить, чтобы помог засечь, насколько этот маятник отклонится. Стpеляешь в тоpец маятника (см. рисунок), замечаешь отклонение и считаешь.»

У кого рубля не хватает на ХРОН, пользуйтесь.
P.S. !Формула верна только в случае прилипания пули! В случае отскока , считается по другому.

Сообщение брянск » 28 июл 2005, 22:29

Вот СПАСИБА-А_А, мил человек. Благодетель ты наш. Епта. Да сколько раз тема эта мусолилась. Последний раз дней 10 назад.

Сообщение Mhunter » 29 июл 2005, 08:42

брянск писал(а): Вот СПАСИБА-А_А, мил человек. Благодетель ты наш. Епта. Да сколько раз тема эта мусолилась. Последний раз дней 10 назад.

Тему не подскажешь, где ты тему мусолил?
Если в ней всё то, что я выложил есть и также просто и без воды, я свою удалю, за ненадобностью.

Сообщение SwD » 29 июл 2005, 09:27

Осталось только добавить, что пуля должна оставаться в маятнике, а не отскакивать. И что при весе в 120 гр частенько придется вносить поправки из-за постоянного утяжеления маятника пулями.. Для засечки результата рулит бумажный уголок-палатка, который двигает подвес.
А так — тема есть в факе. Разве что не столь кратко..

Сообщение Den_77 » 29 июл 2005, 14:45

Сообщение брянск » 29 июл 2005, 16:05

2 Den 77 — Да нет, я без под**бок говорил. Просто действительно-тема довольно избитая. А куда мне возвращатся, и что мусолить — пардон, не ваше дело, Уважаемый.

Сообщение Svar45 » 29 июл 2005, 18:05

А, груз таки надо от полкило до килограмма.

Сообщение Mhunter » 29 июл 2005, 19:28

Пользуйся, наздоровье.
Сам искал пол дня, а трафик не казённый )))

Сообщение Mhunter » 29 июл 2005, 19:33

Svar45 писал(а): А, груз таки надо от полкило до килограмма.

А длинну подвеса, от 10 метров до бесконечности(шутка)
Попробую с 500гр. и подвесом 2м.
Хотя , теоритически, меньший вес отклоняется на большее расстояние, а значит и замерить можно с большей точностью по линейке.

Сообщение Mhunter » 02 авг 2005, 22:35

Маятник сделан из пластиковой подставки под карандаши(24руб)., набит свинцом и пластелином , вес — 550гр., подвес 210см., пулька Гамо Хантер — 0,48гр.
С 2 метров 5ыстрелов, отклонение маятника 8 — 8,5см. Итого получаю 198 — 210м/с
Винтовка — мурка, расточен задник и поршень под пружину ГХ, но стоит от мурки — усиленная,севшая до 235мм. утяжелитель стальной 100мм, вес 80гр., манжета обычная, поршень и внутренности — полированные.
Жду пружину от Хантера.

Сообщение OL KAY » 14 фев 2006, 17:33

Молодец!
Удачи!

Сообщение Ober » 14 фев 2006, 18:38

хронограф все-таки рулит. немного менее рулит прога airspeed.

Сообщение Непоседа » 18 фев 2006, 17:07

Огромное человеческое спасибо за науку, пока есть время пойду мастерить маятник. Ща всё перемеряю!!

Сообщение иваныч » 18 фев 2006, 20:08

Для замера можно также привязать нитку,

Сообщение docalex » 18 фев 2006, 20:15

А может это проще? Если есть синхронный эл.двигатель с известным n~2700 или 3000 об/мин. Пролетная база между дисками (бумага) не меньше 200 мм. Больше-лучше. Раньше помогало, тогда о хроне и не думал.

Стрельба с фиксированного положения (расстояние любое, перпендикулярность дискам приблизительная, на глаз). Тонкость такая: 1-я пара дырок — калибровка, затем отсчитываете разность угловых смещений отверстий. При каждом выстреле отмечаете новые дырки. Можно стрелять дальше (1,2,3 и т.д). Диски удобно снять и наложить друг на друга с совмещением центров.

Экспресс-анализ (без снятия) требует предварительной разметки дисков. Арифметику предпочтительно знать для получения результатов. Сейчас. картинка будет.

Сообщение docalex » 18 фев 2006, 20:28

К предыдущему: Вытащил из своего архива, здесь диски из чертежной бумаги 200 мм. По точности измерения -не скажу, что лучше маятника, но результат вписывается «навечно» и компактность — прямо для дома.

Сообщение YuraS » 18 фев 2006, 20:45

Видите ли, сэр. В современных условиях все тяжелее спереть хороший мотор с точно известным количеством оборотов. А, если его покупать, да с учетом остальной обвески — как раз на минимальный хрон хватит. А кому такое не надо — для разового замера не проблема маятник собрать. Тем более сосновая или иная чурка стоит действительно копейки, а в каждом магазине есть электронные весы.

Сообщение docalex » 18 фев 2006, 22:03

то Юрас:
Я не агитирую за эту хреновину. Просто есть возможность выбора, когда припрет померить. Даже огнестрел, что было тогда важно. С уважением, Доцалех.
П.С. Моторчик был 40вт. маленький (~220 в), стоит между дисками.

Сообщение Butters » 18 фев 2006, 22:27

Во пытливые умы ) Всем респекты ) как с микрофоном мерять видел тему . маятником и мотором нет ещё )

Сообщение Ober » 18 фев 2006, 23:02

Была еще тема про измерение скорости пули по дистанции, которую она пролетает до момента встречи с землей при строго горизонтальном выстреле, ну там действие силы тяжести на пулю. бла-бла-бла. Это актуально для тех, кто легких путей не ищет, и кому лень прийти в тир и «промеряться».

Сообщение иваныч » 19 фев 2006, 14:20

Можно также рекомендовать старый способ, склеить из бумаги цилиндр и поставить на проигрыватель и выстрелить по центру оси, потом разрезать бумажку и вымерить линейкой.

Сообщение docalex » 19 фев 2006, 15:15

Иванычу,
Я так точно мерить не умею, здесь сотые доли мм надо словить. Способ, вероятно, очень старый. А из ныне живущих кто может поделиться положительным опытом?

Сообщение SB » 19 фев 2006, 18:25

docalex писал(а): А может это проще?

«Дисковый измеритель скорости представляет собой систему из двух равномерно вращающихся тонкостенных, но достаточно жестких дисков, находящихся на общем валу и разнесенных между собой на величину измерительной базы.
Пуля, движение которой происходит параллельно оси вращения дисков, последовательно пробивает сначала первый, затем второй диски. За время пролета пулей междискового расстояния второй диск поворачивается на некоторый угол. Зная величину угловой скорости и расстояние между дисками, можно вычислить скорость полета пули.
К недостаткам такой системы измерений можно отнести: повышенные требования к равномерности вращения дисков (необходимо устройство стабилизации скорости), дополнительную погрешность за счет динамического воздействия на систему при ударе пули по диску и их деформации в процессе пробития, снижение скорости пули в процессе пробития первого диска, большое количество расходных материалов, неудобство эксплуатации и значительное время подготовки к повторному измерению.
Очевидных преимуществ данная система измерений скорости не имеет и распространения не получила.»
Цитата взята отсюда: http://www.arli-st.ru/rus/publ/r_002.html
Если покопаться глубже, выясниться, что подобные системы давно применялись в криминалистической экспертизе, но, с приходом рамочных и на оптопарах систем — вымерли, как динозавры.

Сообщение docalex » 19 фев 2006, 22:38

To SB:
Пожалуй, первоисточником являеются все-таки эксперименты по выделению моноэнергичных (имеющих одинаковую скорость) частиц из радиоактивных излучателей. Этак времен Штерна и Герлаха, по памяти, примерно 1920г. Только диски со смещенными щелями отсекали все лишнее. Так что я не претендую, если Вы что подумали.
С уважением, Docalex.

Сообщение SB » 19 фев 2006, 22:50

docalex писал(а): To SB:
Пожалуй, первоисточником являеются все-таки эксперименты по выделению моноэнергичных (имеющих одинаковую скорость) частиц из радиоактивных излучателей. Этак времен Штерна и Герлаха, по памяти, примерно 1920г. Только диски со смещенными щелями отсекали все лишнее. Так что я не претендую, если Вы что подумали.
С уважением, Docalex.

Да я не о нарушении авторских прав. Я о том, что система сия простой и удобной вряд ли считаться может. А особливо, при наличии на рынке S-04 и ИБХ.

Сообщение Ober » 19 фев 2006, 23:00

Парни! Все выше перечисленные способы, несомненно, весьма почетны и имеют право на существование, но из самых точных методов — замер с помощью хронографа,а из самых простых — маятник. Простреливаемые диски имеют право на существование только при наличии высокостабильного эл/двигателя и довольно существенного расстояния между дисками.

Сообщение docalex » 19 фев 2006, 23:56

Источник: popgun.ru