Question

Obliczyć v kuli karabinu o masie m, jeśli strzelono do worka z piaskiem o masie M zawieszonego na linie o l spowodowało odchylenie tego wahadła balistycznego o kąt α. Jaki procent energii zamienia się przy tym na ciepło? Obliczenia numeryczne wykonać dla następujących danych:

Answer 1

W doświadczeniu mamy 3 etapy: 
1. Pocisk wystrzelony leci z prędkością v, energia układu pocisk-wahadło jest równa energii kinetycznej tego pocisku. 
2. Pocisk uderza w worek z piaskiem nadając mu prędkość v', zachowany jest pęd tego układu. 
3. Większość energii kinetycznej z etapu 1. zostaje stracona na ogrzanie układu pocisk-wahadło, a część z niej wykorzystana jest na uniesienie worka z piaskiem o pewną wysokość h, względem początkowej wysokości (dla ułatwienia obliczeń tą wysokością jest 0m ). Wysokość h ma związek z kątem odchylenia wahadła. Reasumując w 3. etapie całkowita energia układu rozpraszana jest w postaci ciepła oraz zamieniana na energię potencjalną grawitacji. 
Ad. 1

Ad. 2

Ad.3 

Teraz możemy policzyć v pocisku: 


Teraz policzymy ile procent całkowitej początkowej energii układu zostało zamienione na ciepło.

Odp. Prędkość kuli karabinu po wystrzeleniu wynosi około 252,57 m/s. 98% energii rozpraszana jest w postaci ciepła.