2015-10-16
317
Основным элементом лабораторной установки является крутильный маятник (рис. 2). При попадании в него выпущенной стреляющим устройством «пули» маятник начинает вращаться вокруг вертикальной оси. Максимальный угол q max маятника из положения равновесия связан со скоростью υ 0 пули соотношением
, (1)
где m – масса пули, ℓ– прицельное расстояние (рис. 1), I – момент инерции маятника, D – постоянная момента упругих сил.
Для экспериментального определения скорости пули удобно преобразовать соотношение (1) так, чтобы в него входили непосредственно измеряемые на опыте величины. Сначала воспользуемся формулой для периода колебаний Т слабо затухающего крутильного маятника и исключим неизвестную величину D
. (2)
В результате получим
. (3)
Согласно теореме Гюйгенса – Штейнера, момент инерции маятника
, (4)
где 2М – масса двух имеющихся на маятнике подвижных грузов,
R – расстояние от центра масс каждого из этих грузов до оси вращения.
Подставляя это выражение в (3), получаем следующую формулу для определения скорости пули:
. (5)
