2025-04-15
Для определения скорости пули применяется баллистический маятник, состоящий из деревянного бруска, подвешенного на легком стержне. При выстреле в горизонтальном направлении пуля массой $m$ попадает в брусок и застревает в нем. Какова была скорость пули, если маятник отклоняется на угол $\alpha$? Масса бруска $M$, длина стержня $l$, трение в подвесе и массу стержня не учитывать.
Решение:
Найдем сначала скорость бруска после попадания в него пули. Удар между пулей и бруском является неупругим, поэтому
$m\upsilon = (m+M)u$, $u = \frac{m}{m+M} \upsilon$ (1).
После «получения» скорости $u$ брусок с пулей отклоняется на некоторый угол $\alpha$, при этом кинетическая энергия переходит в потенциальную:
$\frac{m+M}{2} u^{2} = (m+M)gh$ (2).
Высота подъема бруска
$h = l(1- \cos\alpha)$ (3).
Подставив в (2) формулы (1) и (3), получим:
$\upsilon = \left (1 + \frac{M}{m} \right ) \cdot \sqrt{2gl(1-\cos\alpha)}$.