Определение скорости пули крутильным маятником

Студенты

Группа

Преподаватель

Дата

Челябинск

Цель работы:определить скорость пули с помощью крутильно-баллистического маятника, познакомиться с применением закона сохранения момента импульса.

Оборудование: крутильно-баллистический маятник с мишенью, пружинный пистолет, пуля, секундомер.

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Скорость пули можно определить с помощью крутильно-баллистического маятника. Это обусловлено тем, что после удара маятник поворачивается на угол, пропорциональный скорости пули. Крутильно-баллистический маятник – это ……

Пусть горизонтально летящая пуля на расстоянииrот оси попадает в мишень маятника и застревает в ней. После удара маятник и пуля поворачиваются совместно, и это является признаком ……………….удара. Система тел пуля – маятник на время удара является замкнутой. Поэтому выполняется закон:

Уравнение закона имеет вид:

Если пренебречь добавкой момента инерции пули mr²к моменту инерции маятника, то формула для определения скорости пули будет иметь вид:

Для определения момента инерции маятника используется формулы периода колебаний маятника

без груза: с добавочным грузом

Решая эти уравнения, получим для расчета момента инерции мятника формулу:

Угловую скорость маятника сразу после удара определим как первую производную от уравнения колебаний для угла поворота:

По рассчитанным значениям момента инерции и угловой скорости маятника определим скорость полета пули.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

r, см
α,0 , град
α,0 , рад							<a0> рад

Перевод единиц измерения угла a₀ из градусов в радианы: 1рад =57,3 град.

Масса пули m,г
Расстояние до груза l, см
Масса груза mгр , г
Период без грузов Т0, с
Период с грузами Т1, с
Момент инерции J,кг м2
Угловая скорость <w0> 1 /с

Расчет среднего значения угла отклонения маятника:

<a₀>=

Расчет момента инерции маятника:

=

Расчет среднего значения угловой скорости маятника после удара: =

Расчет среднего значения скорости пули:

=

Оценка случайной погрешности угла отклонения маятника:

=

Оценка случайной погрешности измерений скорости пули:

=

Результат измерения скорости пули: V = ………±…………м/с. P= 0,9.

Выводы.

Ответы на контрольные вопросы чипс, филиал УрГупс

Кафедра ЕНД

Работа 6

Определение момента инерции тел

Студенты

Группа

Преподаватель

Дата

Челябинск

Цель работы: определить с помощью крутильного маятника зависимость момента инерции тела от расстояния до оси вращения, проверить выполнение теоремы Штейнера.

Оборудование: крутильный маятник, секундомер, составной цилиндр.

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Момент инерции – это физическая величина, являющаяся мерой …..

По определению, момент тела инерции равен: , где m_i и r_i –…….

Теоретический расчет момента инерции тел упрощается при применении теоремы Штейнера:

уравнение которой имеет вид:

Теорему Штейнера можно экспериментально подтвердить, если зависимостьмомента инерции тела от квадрата расстояния тела до оси вращения будет……

Для измерения момента инерции тела (составной цилиндр) применяется крутильный маятник. Периоды колебаний маятника без цилиндра и с исследуемым цилиндром имеют вид:

Решая совместно эти уравнения, можно получить расчетную формулу для момента инерции цилиндра:

Исследуемое тело представляет собой составной цилиндр из двух половин, полуцилиндров, для того, чтобы ………