Zadanie Zadanie 5.6.13: Pomiar prędkości próbnika balistycznego z wykorzystaniem wahadła

Punkty
3 pkt
Dział
Energia i pęd · Zderzenia sprężyste i niesprężyste
Trudność
Poziom trudności: średnie
Wyznaczenie prędkości początkowej próbnika impaktowego (m=50 gm=50\,\text{g}) za pomocą wahadła balistycznego z blokiem o masie M=4,95 kgM=4{,}95\,\text{kg}, który po zderzeniu wznosi się o h=20 cmh=20\,\text{cm}.

Treść zadania

W laboratorium do wyznaczania prędkości próbników impaktowych użyto wahadła balistycznego z blokiem pochłaniającym o masie M=4,95 kgM=4{,}95\,\text{kg}, zawieszonym na lekkich, nierozciągliwych linkach. Próbnik o masie m=50 g=0,050 kgm=50\,\text{g}=0{,}050\,\text{kg} porusza się poziomo i uderza centralnie w spoczywający blok, po czym grzęźnie w nim. Blok wraz z próbnikiem wznosi się na maksymalną wysokość h=20 cm=0,20 mh=20\,\text{cm}=0{,}20\,\text{m} względem najniższego położenia. Opory ruchu i masę zawieszenia pomijamy. Oblicz wartość prędkości vv próbnika tuż przed zderzeniem. Przyjmij g=10 m/s2g=10\,\text{m/s}^2 i podaj dodatkowo wynik dla g=9,81 m/s2g=9{,}81\,\text{m/s}^2.

Odpowiedź i wynik końcowy

Dla g=10 m/s2g=10\,\text{m/s}^2: v=200 m/sv=200\,\text{m/s}. Dla g=9,81 m/s2g=9{,}81\,\text{m/s}^2: v≈198,1 m/sv\approx198{,}1\,\text{m/s}.
Ilustracja do zadaniaPomiar prędkości pocisku m wahadłem balistycznym o masie M. Pocisk trafia w spoczywający klocek, który wychyla się na wysokość h.MM+mv0pocisk mh