Ballistiskais svārsts

Ballistiskais svārsts ir iekārta, ar kuru var izmērīt lodes impulsu, no kā var izrēķināt tās ātrumu un kinētisko enerģiju. Mūsdienās ballistiskie svārsti ir aizvietoti ar hronogrāfiem, kas ļauj šāviņa ātrumu izmērīt tieši.

Mūsdienās ballistiskos svārstus izmanto fizikas demonstrējumos impulsam un enerģijai. Īpatnība ballistiskajam svārstam ir, ka tam nav nepieciešams laika mērījums, iegūtais ātrums ir atkarīgs no masas un distances.

 Fizikas izvedums 
Vienkāršam modelim var pieņemt, ka lode un svārsts ir punktveida masas (masas centri). Sākumā apskatām momentu, kad lode ir ietriekusies matemātiskā svārstā, un salīdzinām to ar svārsta virsotnes stāvokli. Pie brīvās krišanas paātrinājuma  un virsotnes augstuma  ir iespējams aprēķināt ietriekšanās brīža ātrumu. Apzīmēsim lodes masu , svārsta masu  un pēc sadursmes ātrumu . Sistēmas sākuma kinemātiskā enerģija izsakāma: . Ņemot sākuma augstumu svārstam kā atskaiti potenciālai enerģijai iegūstam: . Pēc enerģijas nezūdamības likuma pielīdzinam šīs enerģijas:

Izsakot ātrumu 

Tagad var pielietot impulsa nezūdamības likumu lodes-svārsta sistēmai, lai iegūtu lodes sākuma ātrumu . Pielīdzinot impulsu pirms un pēc sadursmes, un ievietojot  iegūst:

, izsakot lodes sākuma ātrumu:

 Atsauces 

Kategorija:Svārsti
Kategorija:Ballistika