ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №4 « измерение скорости пули с помощью баллистического маятника ». Отчет по лабораторной работе 4 измерение скорости пули с помощью баллистического маятника

• Название: Отчет по лабораторной работе 4 измерение скорости пули с помощью баллистического маятника
• Анкор: ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №4 « измерение скорости пули с помощью баллистического маятника
• Дата: 03.10.2022
• Размер: 180.94 Kb.
• Имя файла: otchyot_4.docx
• Тип: Отчет; #711715

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУГСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №4

« измерение скорости пули с помощью баллистического маятника »



Выполнил: студент гр. АПН-21 ________ /Божок Н.А./
(подпись)

Дата: 5 декабря 2021

ПРОВЕРИЛ __________ / /

(должность) (подпись) (Ф.И.О)

Санкт-Петербург

2021г.

Цель работы: определить скорость полета пули с помощью баллистического маятника.

Явление, изучаемое в работе: Неупругое соударение с неподвижным телом большой массы.

Схема установки: установка (рис. 1) состоит из регулирующих ножек (1), основания (2), колонки с тремя кронштейнами (3): верхним (8), средним (4) и нижним (14); стреляющего устройства (9), угловой шкалы (10), фотоэлектрического датчика (12), стальной проволоки (13), двух мисочек (6), двух перемещаемых грузов (7), двух стержней (5), «водилки» (11). Фотоэлектрический датчик соединен разъемом с привинченным к основанию миллисекундомером.



Общие сведения:

Момент инерции — скалярная физическая величина, мера инертности во вращательном движении вокруг оси, подобно тому, как масса тела является мерой его инертности в поступательном движении.

Угловая скорость – величина, характеризующая скорость вращения материальной точки вокруг центра вращения.

Период колебаний – наименьший промежуток времени, за который тело совершает одно полное колебание.

Скорость – векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения и направление движения материальной точки относительно выбранной системы отсчета.

Основные расчетные формулы:

Скорость пули, [ ] = м/с:

1. 
   ,
   

где m – масса пули, [m] = кг, M – масса двух неподвижных грузов,[M] = кг, -расстояние от оси вращения до точки удара пули, [ ] = м, R₁ – максимальное расстояние грузов до оси вращения, [R₁] = м,R₂ – минимальное расстояние грузов до оси вращения, [R₂] = м, T₁ – период колебаний маятника при R₁, [T₁] = c, T₂ – период колебаний маятника при R₂, [T₂] = c, - максимальный угол отклонения маятника после выстрела пули, [ ] = рад/с.

Период колебаний, [T] = c,:

2. 
   T = t/10,
   

Где t – время 10 колебаний маятника, [t] = c.

Основные физические законы:

Закон сохранения момента импульса: момент импульса замкнутой системы тел относительно любой неподвижной точки не изменяется с течением времени.

Закон сохранения энергии: в замкнутой системе тел полная энергия не изменяется при любых взаимодействиях внутри этой системы.

Погрешности прямых измерений:

R₁ = 0,0001 м

R₂ = 0,0001 м

= 0,0001 м

t₁ = 0,01 с T₁ =0,001c

t₂ = 0,01 с T₂ =0,001c

=1 °

Полученные данные:

Таблица 1.

Величины	R1	t1	T1	R2	t2	T2		M	m
Единицы измерения №опыта	м	с	с	м	с	с	°	кг	кг	м	м/с
1	0,09	22,01	2,201	0,025	13,38	1,338	40	0,2	12* *10-3	0,135	5,83
2	0,09	22,14	2,214	0,025	13,46	1,346	40	0,2	12* *10-3	0,135	5,79
3	0,09	22,80	2,280	0,025	13,45	1,345	40	0,2	12* *10-3	0,135	5,44
4	0,09	22,86	2,286	0,025	13,45	1,345	40	0,2	12* *10-3	0,135	5,41
5	0,09	22,90	2,290	0,025	13,39	1,339	40	0,2	12* *10-3	0,135	5,36

Пример расчетов по строке 1:

2. 
   T₁ = t₁ /10 = 22,01/10 = 2,201 (с)
   

2. 
   T₂ = t₂/10 = 13,38/10 = 1,338 (с)
   

1. 
   = ≈5,83 (м/с)
   

Средний максимальный угол отклонения:

_ср = 40(°)

Средний период колебаний маятника Т₁:

Т_1ср = 2,2542 (с)

Средний период колебаний маятника Т₂:

Т_2ср =1,3426 (с)

Средняя скорость полета пули:

_ср = 5,566 (м/с)

Погрешность косвенных измерений:



= 0,001/2,2542 + (2*2,2542*0,001 + 2*1,3426*0,001)/(2,2542² - 1,3426² ) + (2*0,090*0,0001 + 2*0,025*0,0001)/(0,090² – 0,025²) + 1/40 =0,0307 (м/с)

Тогда имеем: = _ср ± = 5,566 ± 0,0307 (м/с)

Расхождение практических и теоретических значений:

(5,5967-5,566)/5,566 * 100% = 0,5%

Вывод: данная лабораторная работа помогает понять основные принципы работы баллистического маятника, с помощью которого можно достаточно быстро вычислить скорость полета пули. Проведение ряда опытов помогает усвоить основные закономерности, а обработка результатов – увидеть зависимости, например: максимальный угол отклонения зависит от скорости полета пули; период колебаний зависит от расстояния груза до оси вращения (чем меньше расстояние, тем меньше период). Малая погрешность косвенных измерений говорит о высокой точности измерительных приборов.

Расхождение практических и теоретических значений 0,5%.