Описание установки и метода измерений. Баллистический маятник представляет собой цилиндр массой M, подвешенный на двойном бифилярном подвесе (рис

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.