Stap 6: Snelheid testen
Aangezien ik eerder uitslag beweringen gemaakt over ping pong ballen schieten met supersonische snelheid, moet ik om te beschrijven hoe deze snelheden werden gemeten.
Ik maakte een "ballistische slinger"; een apparaat vroeger gebruikt voor het meten van de snuit snelheid van geweer kogels, maar nu vooral gebruikt in de natuurkunde klassen om aan te tonen van de beginselen van behoud van impuls en energie. Het projectiel wordt neergeschoten in een blok, en binnen het blok blijft behouden. Het blok + projectiel dan swing te wijten aan de dynamiek van het projectiel. De winst van de verticale hoogte van het blok wordt gemeten, en wanneer vermenigvuldigd met de massa van het blok + projectiel, vertegenwoordigt de verhoging van de potentiële energie. Met behulp van de volgende vergelijking geeft de snelheid van het projectiel:
Snelheid (m + M) = /m (√2gh)
Waar:
m = massa van het projectiel, in kilogram (ping pong bal massa = 2.4 g = 0.0024 kg)
M + m = massa van het projectiel, in kilogram (1,32 kg)
g = versnelling van de zwaartekracht, 9,81
h = verticale hoogte winst, meter, minder hoogte winst uit lucht alleen tests. (2.5 cm = 0,025 m)
De getallen tussen haakjes zijn de gemiddelde waarden van mijn tests.
"Een ballistische slinger is een apparaat voor het meten van een [projectiel] momentum, waaruit het is mogelijk om de snelheid en de kinetische energie te berekenen. Ballistische slingers hebben is grotendeels achterhaald door moderne chronografen, waardoor rechtstreekse meting van het projectiel snelheid. Hoewel de ballistische slinger wordt beschouwd als verouderd, het bleef in gebruik voor een significante tijdsduur en leidde tot grote vooruitgang in de wetenschap van ballistiek. De ballistische slinger is nog steeds vinden in natuurkunde klaslokalen vandaag, vanwege de eenvoud en het nut bij het aantonen van de eigenschappen van impuls en energie." (Uit Wikipedia).
Foto's hieronder tonen de ballistische slinger maakte ik (samen met een weergave van mijn schroevendraaiers en beitels).
De lijnen in het deelvenster op de achtergrond zijn voor het meten van de hoogte in centimeters.
De laserpointer toont de hoogte van het blok. In de foto's toont de eerste hoogte voor de ontploffing, dat de tweede toont maximumhoogte net na het bakken. Een video-camera registreert de actie.
De laatste foto toont de ping pong bal gevangen in het blok.
Naast de dynamiek van de bal is er momentum overgedragen aan het blok uit de lucht verlaten van het kanon. Ik maakte sommige test wordt uitgevoerd met behulp van lucht alleen en afgetrokken van dit gemiddelde hoogte (0.03 cm) uit de testen met ping pong ballen.
