Étape 6: Test de vitesse
Étant donné que j’ai plus tôt a fait éruption tir de balles de ping pong à vitesse supersonique, j’ai besoin décrire comment ces vitesses ont été mesurés.
J’ai fait un « pendule » ; un dispositif une fois utilisé pour mesurer la vitesse initiale de balles de fusil, mais maintenant principalement utilisé en physique des classes pour démontrer les principes de conservation d’élan et d’énergie. Le projectile est tiré dans un bloc et est conservé à l’intérieur du bloc. Le bloc + projectile puis swing en raison de la quantité de mouvement du projectile. Le gain de hauteur verticale du bloc est mesuré et lorsqu’il est multiplié par la masse du bloc + projectile, représente augmentation d’énergie potentielle. Selon l’équation suivante donne la vitesse du projectile :
Vitesse = (m + M) / m (√2gh)
Où :
m = la masse du projectile, en kilogrammes (balle de ping-pong masse = 2,4 g = 0,0024 kg)
M + m = la masse du projectile, en kilogrammes (1,32 kg)
g = accélération de la pesanteur, 9.81
h = hauteur verticale gain, mètres, moins de dénivelé d’essais seul de l’air. (2,5 cm = 0,025 m)
Les nombres entre parenthèses sont les valeurs moyennes de mes tests.
"Un pendule balistique est un appareil pour mesurer l’élan d’un projectile, d'où il est possible de calculer la vitesse et l’énergie cinétique. Pendules balistiques ont été largement rendus obsolètes par les chronographes modernes, qui permettent une mesure directe de la vitesse du projectile. Bien que le pendule balistique est considérée comme obsolète, il est resté en usage pendant une longue période de temps et a conduit à grandes avancées dans la science de la balistique. Le pendule balistique est toujours présent dans les salles de classe de physique aujourd'hui, en raison de sa simplicité et son utilité dans la démonstration des propriétés de dynamisme et d’énergie. » (À partir de Wikipedia).
Les photos ci-dessous montrent le pendule balistique (ainsi qu’une vue de mon tournevis et ciseaux), j’ai fait.
Les lignes sur le panneau en arrière-plan sont de mesurer la hauteur en centimètres.
Le pointeur laser indique la hauteur du bloc. Sur les photos, la première montre à hauteur avant le tir, que la seconde montre la hauteur maximale juste après la cuisson. Une caméra vidéo enregistre l’action.
La dernière photo montre la balle de ping-pong dans le bloc.
En plus de l’élan de la balle, il y a impulsion transférée au bloc de l’air sortant du canon. J’ai fait quelques essais essais en utilisant uniquement de l’air et soustrait cette hauteur moyenne (0,03 cm) des essais avec des balles de ping pong.
