Определение скорости полета пули

(равномерное движение)

Цель работы:ознакомление с различными методами измерения скоростей.

Приборы и материалы: пневматическое ружье, баллистический маятник, миллиметровая линейка, весы, установка Поля, (электродвигатель с длинным валом), стробоскоп, бумажные диски.

 

Существует два способа измерения скорости – прямое измерение расстояния и времени, либо определение энергии тела или его импульса и соответствующий расчет скорости.

 

1. Измерение скорости полета пули кинематическим методом.

Кинематический метод определения скорости движения пули основан на измерении времени, в течение которого пуля пролетает известное расстояние между двумя равномерно вращающимися бумажными дисками. Если угол поворота дисков за время полета пули между ними j, а угловая скорость их вращения w, то время пролета пули между дисками

 

Зная расстояние между дисками d и считая движение пули равномерным, легко определить скорость пули из соотношения:

 

 

 

Рис. 9

 

Если бы диск не вращался, то пуля пробившая первый диск в точке А, пробила бы и второй в точке А. Но так как диск вращается, то пуля попадает в точку В. Угол j может быть выражен отношением дуги B’A к радиусу диска R.

Угловая скорость дисков w = 2pn, где n – число оборотов вала двигателя в секунду.

Таким образом скорость вычисляется по формуле:

Установка выполнена в виде горизонтального вала, один из концов которого одет на вал электродвигателя, а второй опирается на подшипник, смонтированный в стойке. На вал одеты два зажима с бумажными дисками. Зажимы с дисками могут перемещаться вдоль вала. Закрепление их на валу производится зажимными винтами. Поворот дисков относительно вала исключается, т.к. зажимы связаны с валом шпонкой. Для смены нужно отвернуть гайку и сдвинуть вал влево. После этого зажимы могут быть легко сняты с вала.

Стробоскопический диск на свободном конце электродвигателя и осветитель с неоновой лампой служат для определения скорости вращения электродвигателя.

Стробоскоп -это контрольно — измерительный прибор для наблюдения быстрых периодических движений и измерения частоты вращения. Действие прибора основанона стробоскопическом эффекте, который состоит в следующем. Если тело, совершающее периодическое движение с периодом Т, освещать короткими вспышками света, следующими друг за другом с периодом Т' (длительность вспышки Т), то при Т = nТ,' где n = 1, 2, 3, ..., тело будет казаться неподвижным. Добившись такого положения и зная период вспышек, можно определить период (частоту) исследуемого движения.

На стробоскопическом диске, установленном на оси двигателя с задней торцевой стороны имеется 10 колеи небольшой ширины с чередующимися черными и белыми секциями.

При освещении диска неоновой лампой его кольца при постепенном изменении скорости будут поочередно казаться неподвижными.

Если К число зачернённых секции кольца, кажущегося неподвижным, то диск совершает