Экспериментальное определение скорости полёта пули пневматического ружья

Экспериментальное определение скорости полёта пули пневматического ружья

Работу выполнил: ученик 9 класса Хара-Алданской средней школы, Слепцов Семен

Руководитель: Слепцова Галина Семеновна, учитель физики

Актуальность: выбрал эту тему, потому что интересно какова скорость полёта пули.

Цель исследования: определить скорость полёта пули из пневматической винтовки ИЖ-60 при помощи баллистического маятника.

Задачи: - изучить наиболее популярные образцы пневматической винтовки, выпускаемые Ижевским механическим заводом;

- экспериментально рассчитать скорость полёта пули методом баллистического маятника.

Гипотеза: основываясь на законы физики определить скорость полёта пули из пневматической винтовки

Предмет исследования: баллистический маятник

Объект исследования: скорость полета пули

Практическая значимость: важно знать меры безопасности.  Пневматическая винтовка, несмотря на наличие в ней различных предохранительных устройств, представляет опасность для людей при легкомысленном обращении с ней. Пренебрежение правилами безопасности может привести к трагическим последствиям.

Пневматическое оружие — разновидность стрелкового оружия, в котором снаряд вылетает под воздействием газа, находящегося под давлением.

Слово «пневматический» происходит от греческого слова πνεύμα (ветер, дыхание).

Современное пневматическое оружие предназначено преимущественно для спортивной и развлекательной стрельбы, а также охоты на птицу и мелкого зверя, вроде белок, кроликов или куниц.

Наиболее популярные образцы (выпускаемые Ижевским механическим заводом) представлены здесь на стенде.

Моя пневматическая винтовка  ИЖ-60 — винтовка рычажного взвода. Современный дизайн, цилиндропоршневая группа максимально приближена к прикладу, что способствует кучной стрельбе, винтовка пригодна для начального обучения спортивной стрельбе по мишеням на 10 метров при температуре окружающей среды от -10С до 500С.

Тип – пружинно-поршневая, калибр ствола 4,5 мм, количество зарядов – 1 пуля, длина ствола 45 мм, длина винтовки - 83 мм, масса -2 кг.

Баллистическим маятником называется массивное тело, подвешенное на двух длинных параллельных нитях. При попадании пули в такой маятник нити обеспечивают поступательное (без вращения) отклонение маятника от положения равновесия.

Используемый в настоящей работе баллистический маятник представляет собой небольшую цилиндрическую коробку, заполненную вязким веществом пластилином и укрепленную на стержне жёстко соединённым с осью вокруг которой маятник, может совершать свободные колебания.

Со стороны пушки коробка маятника открыта и пуля, проникая внутрь застревает в пластилине, теряя свою начальную скорость, сообщает маятнику импульс, под действием которого он отклоняется от исходного вертикального положения на угол α. Это связано с законом сохранения импульса.

Выполняем экспериментальную работу:

Наши приборы и материалы: баллистический маятник, пневматическая винтовка ИЖ-60, металлическая пуля, электронные весы.

1.  На весах определяем массу пули используя электронные весы.

2.  К массе коробки прибавляем массу стержня. Выравниваем поверхность наполнителя, прикрепляем коробку к стержню. Устанавливаем маятник указателем против нулевого деления шкалы.

3.  Готовим пневматическую винтовку к выстрелу: сжатие пружины производим переломом ствола, вставляем пулю, прицеливаем и совершаем выстрел.

4.  Отсчёт отклонения маятника по шкале производим только в случае застревания пули (если пуля отскочила или не попала в коробку, опыт следует повторить).

5.  Когда пуля застряла в коробке, то из наблюдателей должен записать значение максимального отклонения маятника. После этого извлечь пулю из коробки, выровнять поверхность наполнителя, повторить опыт, вытерев пулю.

6.   Всего нужно произвести 5 выстрелов. Весь эксперимент снимается видеокамеру (видеокамера телефона SAMSUNG Galaxy S3). Угол отклонения маятника определяется при замедленном воспроизведении видеозаписи. Результаты измерений и вычислений представлены в таблице: 

где L – длина подвеса от оси подвеса до середины бруска (маятника);

m – масса одной пули;

M – масса маятника;

α – угол отклонения маятника;

Расстояние до маятника 10 м.

10                        60 мин

0,80                      х мин

Cos 9,80 =90 48мин = 0,9854

Заключение

1. В начале работы я выдвинул гипотезу о том, что существует экспериментальный способ определения скорости полета пули. Моя гипотеза подтвердилась. Действительного с помощью баллистического маятника можно определить скорость полёта пули.

2. В ходе выполнения эксперимента определил скорость полёта пули из пневматической винтовки ИЖ-60 и средний угол отклонения маятника. Скорость пули по моим расчетам равна 160 м/с.

3. При стрельбе надо соблюдать меры безопасности. Пневматическая винтовка, несмотря на наличие в ней различных предохранительных устройств, представляет опасность для людей при легкомысленном обращении с ней. И пренебрежение правилами безопасности может привести к трагическим последствиям.