Описание экспериментальной установки
Баллистический маятник ФПМ-09 это настольная установка (см. рис.4) К основанию крепится колонка, на которой установлены верхний, средний и нижний кронштейны.
Стальная проволока натянута между верхним и нижним кронштейнами.
Сам баллистический маятник представляет стержень с двумя подвижными грузами равной массы, заканчивающийся с двух сторон лопаточками с мишенями из пластилина. Маятник жестко закреплен на стальной проволоке. Перемещая грузы вдоль стержня можно изменить момент инерции маятника. Стержень имеет шкалу, по которой определяют расстояние между центрами масс грузов и осью вращения маятника (см. рис.4).
верхний
кронштейн
стальная
нить
экран со
шкалой
мишень
средний
кронштейн грузы
водилка
фотоэлектрический
датчик
нижний
кронштейн
миллисекундомер
Н
а
среднем кронштейне крепится пусковое
устройство, предназначенное
для пуска пули. При попадании пули в
мишень маятник начинает совершать
крутильные колебания.
Конец пускового устройства и стержень с грузами закрыты прозрачным экраном с нанесенной на нем круговой шкалой, по которой определяют угол отклонения маятника после выстрела.
На стальной проволоке также жестко закреплен короткий металлический стержень «водилка», который вместе с маятником ] совершает крутильные колебания и при этом перекрывает световой поток фотоэлектрического датчика, расположенного ниже среднего кронштейна. Фотоэлектрический датчик выдает сигнал на электрический миллисекундомер, находящийся на основании установки.
На передней панели миллисекундомера имеется табло «периоды» ( количество периодов или число колебаний) и табло «время» (отсчет времени ведется в секундах), а также кнопки «СЕТЬ», «СБРОС», «СТОП». Электрический миллисекундомер выдает показания количества колебаний п (периоды) и время колебаний t, по которым можно вычислить период колебаний маятника Т = t / n.
Выполнение работы
1 .Включить в сеть питания ключ миллисекундомера.
2. Нажать кнопку «Сеть», расположенную на лицевой панели миллисекундомера, при этом должны загореться лампочки и цифровые индикаторы, дать прибору 1 минуту прогреться.
3. Рукой отвести маятник на угол 15-20°, нажать кнопку «ПУСК» на миллисекундомере и убедиться, что он региструет время колебаний маятника. «Водилка» должна перекрывать световой поток фотоэлектрического датчика, Затем выключить миллисекундомер
4. Зарядить пусковое устройство, для чего одну из подвижных pучек повернуть вверх и вложить пулю, затем возвратить эту ручку в первоначальное положение. Потянуть обе подвижные ручки до щелчка.
5. Обнулить маятник, т.е. установить маятник и шкалу таким образом чтобы одна из лопаточек указывала на «0» шкалы
6. Оба груза максимально раздвинуть и измерить R1 линейкой
7. Произвести выстрел и определить угол максимального поворота маятника φ1= к по круговой шкале ( к – количество делений по шкале поворота) и измерить l1 - расстояние от оси вращения до центра пули, залипшей в мишени при помощи линейки. Повторить эти действия 5 раз.
8. Найти среднее значение φ1ср.
9. Включить и обнулить, нажав кнопку «СБРОС», счетчик времени.
10. Отклонить маятник на угол φ1ср .
11. Измерить время 5 колебаний t1. Повторить 5 раз.
12. Вычислите среднее время t1ср.
13. Определите абсолютные погрешности измерения: Δ t = | tcp – t |.
14. Передвиньте грузы на одинаковое расстояние R2 от оси вращения и проделайте такую же работу с пункта 7 по 13.
15. Результаты измерений занесите в таблицу.
16. По рабочей формуле вычислите скорость пули.
№ |
t1 |
Δ t1 |
t2 |
Δ t2 |
φ1 |
φ2 |
l1 |
l2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
lср |
R1 |
R2 |
n |
|
|
|
5 |