Balistické kyvadlo

 

Naším pokusem s balistickým kyvadlem se pokusíme určit rychlost střely vystřelené ze vzduchové pistole. Princip je jednoduchý, vycházíme ze zákona zachování hybnosti.

Popis pokusu

Jak tedy pokus probíhá? Máme zde balistické kyvadlo, jež představuje koule z plastelíny o poloměru r = 2 cm a hmotnosti m = 400 g. Koule je zavěšena na dvojitém závěsu z režných nití o délce 78 cm. Závěs je dvojitý proto, aby se koule neotáčela.

Nyní vystřelíme střelu tak, aby zasáhla z co možná největší přesností střed plastelínové koule. Střela má hmotnost m = 5 g a způsobí vychýlení kyvadla ve vertikálním směru. Tuto výchylku snímáme kamerou. Pomocí matematického aparátu a zákona o zachování hybnosti dokážeme z vertikální výchylky určit rychlost střely.

Při měření mohou vzniknout některé odchylky:

Nemusí se nám např. podařit trefit kyvadlo přímo na střed. Pistole musí být také od kyvadla dostatečně vzdálená, abychom vyloučili účinek plynů vycházejících při výstřelu z pistole.

Provedli jsme celkem tři výstřely a jeden pokus naprázdno.

Ten ukázal, že vliv plynů je zanedbatelný.

Výchylky při jednotlivých pokusech jsou:

ll =

l2 =

l3 =

Průměrná výchylka tedy je l =

Z toho nám vyšla rychlost v =

Vidíme, že tato rychlost se poněkud liší od rychlosti udávané výrobcem. Příčina odchylky bude zřejmě v nedokonalém naměření jednotlivých parametrů a zřejmě v nepříznivé vlhkosti vzduchu.