Механическая модель баллистической траектории полета снаряда

Механическая модель баллистической траектории полета снаряда с регулировкой силы, изменяющей траекторию его движения.

Полезная модель относится к области механики и может быть использовано для проведения практикумов по физике и математике в высших и средних учебных заведениях для изучения движение тела в силовом поле.

Известен механический блок БМЗ «Баллистический полет пули» [1] предназначенный для проведения практикума по физике в высших и средних учебных заведениях, позволяющий изучить движение тела в поле силы тяжести, макетируя параболическую траекторию движения тела. Блок состоит из следующих основных узлов: пружинного пистолета; стойки пистолета со шкалой транспортира; указателя угла; линейки; ловушки; основания блока.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства-прототипа за счет управления силой притяжения летящего снаряда. С этой целью к устройству добавляется набор сменных продолговатых магнитов, располагаемых на основании блока по всей длине под ловушкой.

Технический результат, который невозможно достичь на базе устройства-прототипа связан со взаимодействием сил гравитационного и магнитного притяжения. Технический результат достигается тем, что расположение магнитов под ловушкой образует сложение указанных сил. Выбирая магниты с различной интенсивностью формируются новые условия проведения лабораторных работ.

Устройство состоит из пружинного пистолета 1; стойки пистолета со шкалой транспортира 2; указателя угла 3; линейки 4; ловушки 5; основания блока 6. экземпляра магнита 7_n

Устройство, выполненное как экспериментальная установка работает следующим образом:

Пружинный пистолет, закрепленный на высоте h0 над узкой доской вблизи ее конца, может изменять угол наклона ствола. В наборе имеется несколько пуль с различной массой m. Поверхность доски и передняя часть пули-снаряда покрыты лентой-липучкой, что позволяет предотвратить отскок пули при падении, а также зафиксировать положение пули для измерения дальности ее полета. Эти измерения проводятся с помощью закрепленной вдоль доски линейки.

Последовательность действий установленная в методических рекомендациях следующая:

1. Установите пружинный пистолет горизонтально. Определите высоту h0, на которой находится пуля. Соблюдая правила техники безопасности, зарядите пистолет, закрепив в стволе одну из пуль.

2. Нажав спусковую кнопку, произведите выстрел. Измерьте дальность полета Х гор. Запишите полученные результаты. Опыт повторите пятикратно. Проведите математическую обработку полученных результатов.

3. Установите пружинный пистолет под углом б к горизонту. Запишите значение этого угла.

4. Зарядите пистолет пулей, для которой проведен опыт п.2. Произведите выстрел. Измерьте и запишите дальность полета этой пули Хn при заданном угле б. Повторите опыт пятикратно. Проведите математическую обработку полученных результатов.

5. Получите расчетное значение дальности полета пули по формуле:

,

(где g=g₃+µ(n) - добавка от n-го магнита) и сравните его с полученным в опыте.

6. Повторите п.п.3-5 для других углов б и различных магнитов n.

7. Повторите п.п.2-5 для пуль с другими массами.

При установке магнита и стрельбе металлическим намагничиваемым ядром, на летящий снаряд действует помимо силы тяжести, также и сила притяжения магнитом, что уменьшает дальность полета, и сокращает длину дуги параболической траектории.

Источники информации

КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОМУ ПРАКТИКУМУ ПО КУРСУ «ФИЗИКА» Ф1-8к. ДВИЖЕНИЕ ТЕЛА В ПОЛЕ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ. НГТУ.2009 (http://www.opprib.ru/)

Модель баллистического полета снаряда в силовом поле, состоящая из пружинного пистолета, стойки пистолета со шкалой транспортира, указателя угла, линейки, ловушки, основания устройства, в котором к основанию устройства крепятся сменные магниты.