2015-05-14
472
Баллистический маятник представляет собой цилиндр массой M, подвешенный на двойном бифилярном подвесе (рис. 1). На некотором расстоянии от цилиндра по его оси укреплен пружинный пистолет. В центр непо движного маятника производят выстрел. Горизонтально летящая пуля попадает в маятник и застревает в нем (абсолютно неупругий удар). В результате удара маятник с пулей приобретает некоторую скорость.
Так как в горизонтальном направлении внешние силы отсутствуют (силой трения мы пренебрегаем), то на основании закона сохранения импульса можно записать
Рис. 1
mυ = (M + m) υ 1, (1)
где m – масса пули; υ – скорость пули; υ 1 – скорость маятника с пулей сразу после удара.
Чтобы определить скорость υ 1, необходимо применить закон сохранения механической энергии. В результате приобретенной механической энергии маятник отклонится от вертикали на некоторый угол a, а все его точки поднимутся на высоту h (рис. 1). В момент наибольшего отклонения маятника его кинетическая энергия полностью превратится в потенциальную энергию:
.
Тогда
. (2)
Подставив (2) в (1),найдем выражение для скорости пули:
. (3)
Из прямоугольного треугольника АКО (рис. 1) имеем
.
Так как l >> h, то 
,
и 
.
Подставив найденное значение h в выражение (3), получим для скорости пули формулу
. (4)
Формула (4) является расчетной. Величины S, l определяют экспериментально.
