12095

Определение скорости полета пули методом баллистического маятника

Лабораторная работа

Физика

Лабораторная работа №118. Определение скорости полета пули методом баллистического маятника. Краткая теория Баллистическим маятником называется массивное тело подвешенное на двух длинных параллельных нитях. При попадании пули в такой маятник нити обеспечиваю...

Русский

2013-04-24

62 KB

81 чел.

Лабораторная работа №1-18.

Определение скорости полета пули методом баллистического маятника.

Краткая теория

Баллистическим маятником называется массивное тело, подвешенное на двух длинных параллельных нитях. При попадании пули в такой маятник нити обеспечивают поступательное (без вращения) отклонение маятника от положения равновесия.

Примем за систему два тела – маятник и пулю. Рассмотрим три состояния такой системы (см. рис.    ).

1) Маятник массы  M  неподвижен в положении равновесия. Пуля массы  m  подлетает к маятнику горизонтально со скоростью  .

2)  Пуля попала в маятник и в результате абсолютно неупругого взаимодействия застряла в нем. Маятник с застрявшей пулей получил некоторую скорость  .

3)  Маятник с застрявшей пулей отклонился на максимальный угол  α.  Его скорость в этот момент равна нулю.

Состояния  1  и  2  можно связать законом сохранения импульса. Строго говоря, рассматриваемая система в момент взаимодействия не является замкнутой, так как на нее действуют внешние силы тяжести и упругости, причем сумма этих сил не равна нулю, что обеспечивает движение маятника по дуге окружности с некоторым нормальным ускорением. Однако, как известно, и для незамкнутой системы сохраняется сумма проекций импульсов тел на ту координатную ось, на которую внешние силы имеют нулевые проекции. В нашем случае такой осью является горизонтальная ось  Х, направленная вдоль первоначальной скорости пули. Тогда получим            .     Учитывая, что у нас  vx = v,    ux = u, имеем

                                                                                                (1)

Теперь свяжем между собой состояния  2  и  3.  Так как на систему в этом случае действуют только консервативные силы тяжести и реакции (упругости) нитей, то полная механическая энергия системы должна сохраняться. Проведем нулевой уровень потенциальной энергии через центр масс системы в ее нижнем положении. Тогда закон сохранения энергии запишется следующим образом

                                                                              (2)

После сокращений выразим величину  u.

                                                                                                          (3)

Высоту подъема маятника с застрявшей пулей легко выразить через угол отклонения маятника  α  (см. рис.  ).

                       (4)

Подставив  (4)  в  (3), получим

                                 (5)

И наконец, подставляя  (5)  в  (1), выражаем скорость полета пули  v.

                                                                   (6)

Таким  образом,  зная  массу  маятника  M,  массу  пули  m,  длину  нитей  подвеса  l,  и  измеряя опытным путем максимальный угол  α  отклонения баллистического маятника после попадания пули, можно по формуле  (6)  рассчитать скорость полета пули.


Ход работы.

  1.  Задайте массу маятника и пули и обратите внимание на длину подвеса маятника.
  2.  Моделирование движения пули и маятника производится при нажатии кнопок «Огонь» и «Зарядить». Проведите пять экспериментов с выбранными параметрами. Данные эксперимента будут занесены в таблицу.
  3.  Нажмите кнопку «Отчет» и перепишите или распечатайте полученные результаты.
  4.  Для окончания работы закройте все окна и выйдите из программы.

Обработка результатов.

  1.  Найдите среднее значение угла отклонения баллистического маятника  в градусах.
  2.  Определите абсолютную погрешность величины  по правилам обработки результатов прямых измерений.
  3.  Рассчитайте скорость полета пули по формуле (6).
  4.  Найдите погрешности величины по правилам обработки результатов косвенных воспроизводимых измерений (погрешностями в определении всех величин, кроме , можно пренебречь).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

83792. Налоговая тайна. Порядок получения информации, содержащей налоговую тайну 42.15 KB
  Порядок получения информации содержащей налоговую тайну. Налоговую тайну составляют любые полученные налоговым органом органами внутренних дел следственными органами органом государственного внебюджетного фонда и таможенным органом сведения о налогоплательщике за исключением сведений: 1 являющихся общедоступными в том числе ставших таковыми с согласия их обладателя налогоплательщика; 2 об идентификационном номере налогоплательщика; 3 о нарушениях законодательства о налогах и сборах и мерах ответственности за эти нарушения; 4...
83793. Взаимозависимые лица: общие положения 40.7 KB
  Взаимозависимыми для целей налогообложения являются: 1 организации в случае если одна организация прямо и или косвенно участвует в другой организации и доля такого участия составляет более 25 процентов; 2 физическое лицо и организация в случае если такое физическое лицо прямо и или косвенно участвует в такой организации и доля такого участия составляет более 25 процентов; На заметку Долей участия физического лица в организации признается совокупная доля участия этого физического лица и его родственников п. 3 организации в случае...
83794. Общие положения о ценах и налогообложении. Особенности признания цен рыночными для целей налогообложения 45.02 KB
  Для целей настоящего Кодекса цены применяемые в сделках сторонами которых являются лица не признаваемые взаимозависимыми а также доходы прибыль выручка получаемые лицами являющимися сторонами таких сделок признаются рыночными. При определении налоговой базы с учетом цены товара работы услуги примененной сторонами сделки для целей налогообложения далее в настоящем разделе цена примененная в сделке указанная цена признается рыночной если федеральным органом исполнительной власти уполномоченным по контролю и надзору в...
83796. Общие положения о методах, используемых при определении для целей налогообложения доходов (прибыли, выручки) в сделках, сторонами которых являются взаимозависимые лица 41.35 KB
  Метод сопоставимых рыночных цен является приоритетным для определения для целей налогообложения соответствия цен. Применение иных методов допускается в случае если применение метода сопоставимых рыночных цен невозможно либо если его применение не позволяет обоснованно сделать вывод о соответствии или несоответствии цен примененных в сделках рыночным ценам для целей налогообложения. При отсутствии общедоступной информации о ценах в сопоставимых сделках с идентичными однородными товарами работами услугами для целей определения полноты...
83797. Контролируемые сделки. Подготовка и представление документации в целях налогового контроля 41.33 KB
  Контролируемыми сделками признаются сделки между взаимозависимыми лицами. К сделкам между взаимозависимыми лицами приравниваются следующие сделки: 1 совокупность сделок по реализации перепродаже товаров выполнению работ оказанию услуг совершаемых с участием при посредничестве лиц не являющихся взаимозависимыми с учетом особенностей предусмотренных настоящим подпунктом. Сделка между взаимозависимыми лицами местом регистрации либо местом жительства либо местом налогового резидентства всех сторон и выгодоприобретателей по которой...
83798. Налоговый контроль в связи с совершением сделок между взаимозависимыми лицами 41.14 KB
  17 НК РФ проверка полноты исчисления и уплаты налогов в связи с совершением сделок между взаимозависимыми лицами проводится федеральным органом исполнительной власти уполномоченным по контролю и надзору в области налогов и сборов по месту его нахождения на основании уведомления о контролируемой сделке полученного от налогоплательщика или извещения полученного от территориального налогового органа выявившего в ходе проверки факт осуществления контролируемой сделки а также в случае выявления контролируемой сделки в результате повторной...
83799. Соглашение о ценообразовании для целей налогообложения: общие положения; стороны соглашения о ценообразовании; порядок заключения соглашения 41.59 KB
  Соглашение о ценообразовании для целей налогообложения представляет собой соглашение между налогоплательщиком отнесенным к категории крупнейших налогоплательщиков и ФНС России о порядке определения цен и или применения методов ценообразования в контролируемых сделках. Заключение соглашения о ценообразовании позволяет налогоплательщикам и налоговым органам. Предметом соглашения о ценообразовании являются: 1 виды и или перечни контролируемых сделок и товаров работ услуг в отношении которых заключается соглашение; 2 порядок...
83800. Общие положения об ответственности за совершение налоговых правонарушений: понятие, лица подлежащие ответственности за их совершение. Условия привлечения к ответственности за совершение налогового правонарушения 39.43 KB
  Условия привлечения к ответственности за совершение налогового правонарушения. Ответственность за совершение налоговых правонарушений несут организации и физические лица. Физическое лицо может быть привлечено к ответственности за совершение налоговых правонарушений с шестнадцатилетнего возраста.