Баллистический маятник для пневматики своими руками
У кого рубля не хватает на ХРОН, пользуйтесь.
P.S. !Формула верна только в случае прилипания пули! В случае отскока , считается по другому.
28-07-2005 23:29
29-07-2005 09:42
quote: Originally posted by брянск:
Вот СПАСИБА-А_А, мил человек. Благодетель ты наш. Епта. Да сколько раз тема эта мусолилась. Последний раз дней 10 назад.
Тему не подскажешь, где ты тему мусолил?
Если в ней всё то, что я выложил есть и также просто и без воды, я свою удалю, за ненадобностью.
29-07-2005 10:27
А так — тема есть в факе. Разве что не столь кратко..
29-07-2005 15:45
А если БРЯНСК, такой умный и уже где-то мусолил эту тему, то пускай возвращается туда (вместе со своими подъёб@чками) и мусолит дальше.
До этого поста такого краткого и полного описания не встречал. Спасибо!
Купить в интернет магазине с доставкой по всему миру
|
29-07-2005 17:05
29-07-2005 19:05
29-07-2005 20:28
quote: Originally posted by Den_77:
Действительно СПАСИБО!! (без шуток и иронии)
А если БРЯНСК, такой умный и уже где-то мусолил эту тему, то пускай возвращается туда (вместе со своими подъёб@чками) и мусолит дальше.
До этого поста такого краткого и полного описания не встречал. Спасибо!
Пользуйся, наздоровье.
Сам искал пол дня, а трафик не казённый )))
quote: Originally posted by Svar45:
А, груз таки надо от полкило до килограмма.
А длинну подвеса, от 10 метров до бесконечности(шутка)
Попробую с 500гр. и подвесом 2м.
Хотя , теоритически, меньший вес отклоняется на большее расстояние, а значит и замерить можно с большей точностью по линейке.
Источник
Изготовление баллистического маятника и определение скорости полета пули
Разделы: Физика
Опыт работы в школе показывает, что большие возможности для развития мышления и творческих способностей учащихся дает учебно-исследовательская работа. Выполнение исследовательских работ позволяет более глубоко изучить исследуемый объект, побуждает учащихся мыслить масштабно, искать причинно-следственные связи в изучаемых явлениях природы, делать самостоятельные выводы, обобщать и использовать результаты исследований в практике собственной жизни. Учебные исследования, учитывающие практические нужды предмета, школы, да и самого учащегося, поднимают авторитет школьных знаний, сближают с жизнью, дают возможность на практике применить знания, полученные на уроках. Создание нового учебного пособия – баллистического маятника – и было одной из таких исследовательских работ.
Метод баллистического маятника используется для определения скорости быстро движущихся объектов. Изготовленный маятник представляет собой полый цилиндр (часть стальной трубы), внутренний диаметр которого 4 см, длина 25 см. Полость его до половины заполнена пластилином. На корпус при помощи заклепок укреплены четыре металлические петли при помощи которых крепится бифилярный подвес, который необходим, чтобы предупредить возникновение поперечных отклонений маятника, если пуля ударяет сбоку от оси цилиндра. На нижней образующей цилиндра укреплена прозрачная линейка длиной 20 см. (рисунок 1). Для крепления повеса на потолке кабинета была установлена пластина из ДСП с закрепленными на ней крюками. Подвес представляет собой четыре нити длиной 1,7 м. (рисунок 2). Чтобы легче было устанавливать маятник в горизонтальное положение, нижний конец нитей закреплен при помощи полимерной трубки, что позволяет регулировать его длину. На концах нитей укреплены металлические крючки. Отсчет величины горизонтального смещения маятника осуществляется на экране при помощи теневой проекции. На экране заранее необходимо сделать отметку, относительно которой будет измеряться горизонтальное смещение. В качестве осветителя мы используем отреставрированный старый детский фильмоскоп с откидной крышкой ДМ-4Т. Линейка маятника помещается между объективом и конденсором. Для установки пневматической винтовки или пистолета была изготовлена специальная подставка (рисунок 3)
 |
Рисунок 1
Рисунок 2
Рисунок 3
Используется данная установка при изучении неупругого соударения тел. Перед соударением маятник покоится, а пуля движется со скоростью v. После соударения маятник и пуля имеют общую скорость u. В соответствии с законом сохранения импульса mv = (M + m)u, где m – масса пули, М – масса маятника. Измерение массы пули проводим на весах с цифровой индикацией, а измерение массы маятника на рычажных весах. При ударе пули в маятник его груз вместе с пулей приобретает кинетическую энергию, равную после соударения (M + m)u 2 /2. А так как масса пули m 2 /2 = Mgh. Здесь h – высота, на которую поднялся центр масс системы маятник-пуля. Из несложных геометрических построений можно показать, что h = L – (L 2 – x 2 ) 1/2 , где L – длина нити, х – горизонтальное смещение маятника (определяется по теневой проекции). Решая совместно эти уравнения несложно найти скорость пули.
Мы производим выстрелы из пневматической винтовки ИЖ-38С и пистолета ИЖ-53М, которые имеются в школьном тире. Неплохо произвести выстрелы из одного оружия, используя пули разной массы.
Таким образом, исследовательская работа учащихся позволила пополнить кабинет физики новым демонстрационным прибором.
Источник
Баллистический маятник
Alex Lukjanov :
«Измерение скорости пули
В качестве маятника лучше всего подходит полый цилиндр, заполненный дробью до определенной массы и заткнутый плотно скомканной газетой. Массу маятника подбиpаем (pассчитываем), задавшись пpимеpной скоpостью и желаемым отклонением. Я пpобовал pазные, остановился на 110-120 г. (отклонение поpядка 25-30 см пpи скоpости пули массой 0,5 г 165 м/с). Подвешиваем маятник нитками за концы (высота подвеса метpа 2 — чем выше, тем точнее заметишь отклонение). Можно попpосить кого-нить, чтобы помог засечь, насколько этот маятник отклонится. Стpеляешь в тоpец маятника (см. рисунок), замечаешь отклонение и считаешь.»
У кого рубля не хватает на ХРОН, пользуйтесь.
P.S. !Формула верна только в случае прилипания пули! В случае отскока , считается по другому.
Вот СПАСИБА-А_А, мил человек. Благодетель ты наш. Епта. Да сколько раз тема эта мусолилась. Последний раз дней 10 назад.
брянск
Вот СПАСИБА-А_А, мил человек. Благодетель ты наш. Епта. Да сколько раз тема эта мусолилась. Последний раз дней 10 назад.
Тему не подскажешь, где ты тему мусолил?
Если в ней всё то, что я выложил есть и также просто и без воды, я свою удалю, за ненадобностью.
Осталось только добавить, что пуля должна оставаться в маятнике, а не отскакивать. И что при весе в 120 гр частенько придется вносить поправки из-за постоянного утяжеления маятника пулями.. Для засечки результата рулит бумажный уголок-палатка, который двигает подвес.
А так — тема есть в факе. Разве что не столь кратко..
Действительно СПАСИБО!! (без шуток и иронии)
А если БРЯНСК, такой умный и уже где-то мусолил эту тему, то пускай возвращается туда (вместе со своими подъёб@чками) и мусолит дальше.
До этого поста такого краткого и полного описания не встречал. Спасибо!
2 Den 77 — Да нет, я без под**бок говорил. Просто действительно-тема довольно избитая. А куда мне возвращатся, и что мусолить — пардон, не ваше дело, Уважаемый.
А, груз таки надо от полкило до килограмма.
Den_77
Действительно СПАСИБО!! (без шуток и иронии)
А если БРЯНСК, такой умный и уже где-то мусолил эту тему, то пускай возвращается туда (вместе со своими подъёб@чками) и мусолит дальше.
До этого поста такого краткого и полного описания не встречал. Спасибо!
Пользуйся, наздоровье.
Сам искал пол дня, а трафик не казённый )))
Svar45
А, груз таки надо от полкило до килограмма.
А длинну подвеса, от 10 метров до бесконечности(шутка)
Попробую с 500гр. и подвесом 2м.
Хотя , теоритически, меньший вес отклоняется на большее расстояние, а значит и замерить можно с большей точностью по линейке.
Маятник сделан из пластиковой подставки под карандаши(24руб)., набит свинцом и пластелином , вес — 550гр., подвес 210см., пулька Гамо Хантер — 0,48гр.
С 2 метров 5ыстрелов, отклонение маятника 8 — 8,5см. Итого получаю 198 — 210м/с
Винтовка — мурка, расточен задник и поршень под пружину ГХ, но стоит от мурки — усиленная,севшая до 235мм. утяжелитель стальной 100мм, вес 80гр., манжета обычная, поршень и внутренности — полированные.
Жду пружину от Хантера.
хронограф все-таки рулит. немного менее рулит прога airspeed.
Огромное человеческое спасибо за науку, пока есть время пойду мастерить маятник. Ща всё перемеряю!!
Для замера можно также привязать нитку,
А может это проще? Если есть синхронный эл.двигатель с известным n
2700 или 3000 об/мин. Пролетная база между дисками (бумага) не меньше 200 мм. Больше-лучше. Раньше помогало, тогда о хроне и не думал. Стрельба с фиксированного положения (расстояние любое, перпендикулярность дискам приблизительная, на глаз). Тонкость такая: 1-я пара дырок — калибровка, затем отсчитываете разность угловых смещений отверстий. При каждом выстреле отмечаете новые дырки. Можно стрелять дальше (1,2,3 и т.д). Диски удобно снять и наложить друг на друга с совмещением центров. Экспресс-анализ (без снятия) требует предварительной разметки дисков. Арифметику предпочтительно знать для получения результатов. Сейчас. картинка будет. 
К предыдущему: Вытащил из своего архива, здесь диски из чертежной бумаги 200 мм. По точности измерения -не скажу, что лучше маятника, но результат вписывается «навечно» и компактность — прямо для дома.
Видите ли, сэр. В современных условиях все тяжелее спереть хороший мотор с точно известным количеством оборотов. А, если его покупать, да с учетом остальной обвески — как раз на минимальный хрон хватит. А кому такое не надо — для разового замера не проблема маятник собрать. Тем более сосновая или иная чурка стоит действительно копейки, а в каждом магазине есть электронные весы.
то Юрас:
Я не агитирую за эту хреновину. Просто есть возможность выбора, когда припрет померить. Даже огнестрел, что было тогда важно. С уважением, Доцалех.
П.С. Моторчик был 40вт. маленький (
220 в), стоит между дисками.
Во пытливые умы ) Всем респекты ) как с микрофоном мерять видел тему . маятником и мотором нет ещё )
Была еще тема про измерение скорости пули по дистанции, которую она пролетает до момента встречи с землей при строго горизонтальном выстреле, ну там действие силы тяжести на пулю. бла-бла-бла. Это актуально для тех, кто легких путей не ищет, и кому лень прийти в тир и «промеряться».
Можно также рекомендовать старый способ, склеить из бумаги цилиндр и поставить на проигрыватель и выстрелить по центру оси, потом разрезать бумажку и вымерить линейкой.
Иванычу,
Я так точно мерить не умею, здесь сотые доли мм надо словить. Способ, вероятно, очень старый. А из ныне живущих кто может поделиться положительным опытом?
«Дисковый измеритель скорости представляет собой систему из двух равномерно вращающихся тонкостенных, но достаточно жестких дисков, находящихся на общем валу и разнесенных между собой на величину измерительной базы.
Пуля, движение которой происходит параллельно оси вращения дисков, последовательно пробивает сначала первый, затем второй диски. За время пролета пулей междискового расстояния второй диск поворачивается на некоторый угол. Зная величину угловой скорости и расстояние между дисками, можно вычислить скорость полета пули.
К недостаткам такой системы измерений можно отнести: повышенные требования к равномерности вращения дисков (необходимо устройство стабилизации скорости), дополнительную погрешность за счет динамического воздействия на систему при ударе пули по диску и их деформации в процессе пробития, снижение скорости пули в процессе пробития первого диска, большое количество расходных материалов, неудобство эксплуатации и значительное время подготовки к повторному измерению.
Очевидных преимуществ данная система измерений скорости не имеет и распространения не получила.»
Цитата взята отсюда: http://www.arli-st.ru/rus/publ/r_002.html
Если покопаться глубже, выясниться, что подобные системы давно применялись в криминалистической экспертизе, но, с приходом рамочных и на оптопарах систем — вымерли, как динозавры.
To SB:
Пожалуй, первоисточником являеются все-таки эксперименты по выделению моноэнергичных (имеющих одинаковую скорость) частиц из радиоактивных излучателей. Этак времен Штерна и Герлаха, по памяти, примерно 1920г. Только диски со смещенными щелями отсекали все лишнее. Так что я не претендую, если Вы что подумали.
С уважением, Docalex.
docalex
To SB:
Пожалуй, первоисточником являеются все-таки эксперименты по выделению моноэнергичных (имеющих одинаковую скорость) частиц из радиоактивных излучателей. Этак времен Штерна и Герлаха, по памяти, примерно 1920г. Только диски со смещенными щелями отсекали все лишнее. Так что я не претендую, если Вы что подумали.
С уважением, Docalex.
Да я не о нарушении авторских прав. Я о том, что система сия простой и удобной вряд ли считаться может. А особливо, при наличии на рынке S-04 и ИБХ.
Парни! Все выше перечисленные способы, несомненно, весьма почетны и имеют право на существование, но из самых точных методов — замер с помощью хронографа,а из самых простых — маятник. Простреливаемые диски имеют право на существование только при наличии высокостабильного эл/двигателя и довольно существенного расстояния между дисками.
А. так я абсолютно согласен. Сам хочу купить хрон. Уже, можно сказать, приперло.
появился вопрос. Измерял с помощью маятника скорость пуль выпущеных из Корнета и ИЖ61. Не усиленные. Маятник сделал из полиэтиленовой канализационной трубы, сзади из полиэтиленовой крышки вырезал и приклеил заглушку. Вложил покет с песком. Спереди вложил пачку картонных кружков, они и являются пулеприемниками. Вес маятника составил 0,446 кг. Подвешиваю на жесткой пластиковой струне для штор. Предварительно делал выстрел холостой для исключения воздействия на маятник газов. Потом делались 3 выстрела. Корнет показал скорость 133м/с. ИЖ61 — 178 м/с. На хардбольном форуме меня уверяют что это ошибка. ИЖ61 вгоняет пулю в еловую доску на всю длину пули. Корнет-чуть меньше. После пристрелки 61 на расстоянии в 20м, уверенно попадаю в пивную банку с 40 и в прожектор освещения стадиона примерно с 50м. Подскажите, действительно ли это ошибка, или может быть картон дает некоторую упругость при ударе? Может имеет смысл убрать картон и стрелять в песок или пластилин.
Если по формуле верно посчитал — все верно. Глубина проникновения в сосновую доску вещь условная. Доска может быть и немного тверже и мягче, может быть сухой и не очень, может быть обработанной антисептиком или просто очень смолистой .
Маятник архаизм но врать не будет. Если конечно его не обидеть (например подвесив на троссах которые тяжелее подвеса). Наполнение почти без разницы. Можеш хоть вместо трубы кусок деревянного бруса подвесить или толстую свечу. Важно лишь чтобы пуля внутри его осталась да масса его известна была.
To Logic,
Понимаю, в чем сомнение. Но маятник — штука правильная. Вне зависимости от того, как сталкивается пуля с частями маятника, если она остается в нем, то измерение верно. Можно даже сделать полым и стальным, с маленькой входной дырочкой для пули. Погудяет внутри и успокоится, что эквивалентно неупругому взаимодействию.
Какая масса пуль, точно ли измерен ход маятника?
масса пуль была измеряна на весах с точностью до 4 или 5 знака после запятой, осреднена и округлена до тысячных грамма. Масса маятника взвешена дважды на электронных весах с точностью до грамма. Масса нити не учитывалась, ибо думаю что в данной физической системе ее массу можно принять равной нулю. Изначально стрелял из пистолета стальными шарами массой в 0,347гр. Из винтовки стрелял GamoHunter весом 0,483гр.
Длина подвеса около 1,963 метра. Вешал в дверном проеме. Под маятник подложил линейку, на нее прямоугольный треугольник из тонкой бумаги. Его вес не учитывался. погрешность установки треугольника и измерения не более 1мм. Навскидку это может дать ошибку метров в 10 не более. Кстати, может кто размышлял о более простом для полевых условий способе проверки скорости? Для хардбола нужно перед боем проверять скорость пули, естественно что переть с собой маятник, вешать его и измерять никому не надо. По идее можно было бы использовать некий стандартный материал и считать по количеству пробитых слоев например бумаги или глубине проникновения например в пенопласт. С точностью в 10м/с такое возможно или слишком много отклонений в характеристиках подобных материалов? Просьба хронометр не предлагать, надо способ дешевый и простой.
кстати, по поводу замены маятника, вы уверены что дерево не обладает достаточной упругостью чтобы измерение было неточным? Пластилин или парафин наверное более предпочтителен.
Думаю что мр651 из магазина вполне может дать скорость 130м.с. шариком, а вот иж61 почти 180 это сильно 😛 Хотя при такой точности измерения погрешность должна составлять пару м.с.
to Logic
главное — чтобы удар был неупругим , а уж ни от дерева, ни от парафина с пластилином пуля не отскочит . Т.е. можно смело брать любой материал, от которого пуля не отскакивает.
Элетрон23, но ведь упругую деформацию в дереве на несколько десятых мм визуально не будет видно, тогда как она может повлиять на результат. А возможно пуля входит в дерево на 1,5 длины а потом на полдлины выходит 😊 это я утрирую конечно, однако хочется узнать-пробовал ли кто-то стрелять в маятник деревянный, каковы были сравнительные результаты с другими методами измерения. К тому же после неск выстрелов придется спиливать издырявленный торец, тк попадание пули в край отверстия может привести к уходу маятника в сторону и тогда измерения не состоятся. А с пластилином, парафином или аналогичными материалами думаю будет проще. или нет? Кстати была мысль использовать в качве наполнителя монтажную пену, однако сдается мне что она тоже чуть чуть упруга.
Logic, Вы слишком усложняете все. Любой метод измерений имеет свою погрешность, у электронных хронографов тоже своя погрешность.
Смело используйте дерево, ничего там не отскакивает (по крайней мере большую погрешность даст неточность измерений масс и длины нити). Я использовал именно дерево, результат примерно такой , какой получали другие люди с электроникой. Так что маятник дает довольно точный результат (главное точно знать массы пули и маятника, смещение маятника и длину нити).
То Logic,
Если пулька остается в иаятнике, то столкновение «неупругое». Не имеет значения, на какой длине произошло торможение. Откройте учебник или справочник по физике, в конце концов.
Вчера соорудил маятник и померял скорость.Все нормально, но у меня
тяжелые пули выдают большую скорость чем легкие. Я думаю должно быть наоборот или я может неправ? Подскажите.
скорее всего, лёгкие пули вылетают до образования максимального давления, а тяжёлые успевают его дождаться 😊 (может утяжелитель слишком тяжелый)
По схожему принципу скорость увеличивают увеличением силы страгивания пули.
А по какой формуле расчитывался результат можно поинтерисоваться?
Маятник весит 630 гр ,а рассчитывал я по формуле которую дал Mhunter.
Правильная формула вес маятника в грамах умножить на ход маятника в метрах, все это разделить на вес пули в грамах. И все это умножить на квадратный корень из 9,8 деленного на длинну подвеса в метрах.
Подскажите, а 7,9 гранн это сколько в граммах? Если это 0,5 грамма, то у меня получается Копперхедом домедом из коробочного Crosman 1377 183мысы, т.е. энергия 8,4Дж.
To barhat99: 1 grain = 64.79891 milligrams
До кучи. Уже три раза разные сервера профукивали статью. Положу тут 😊
Наверное, перед любым владельцем пневматического оружия встает вопрос — какова же реальная мощность его пистолета, винтовки? Стало ли реально лучше от замены уплотнителей, поджима пружины, или все операции пошли на повышение громкости выстрела? Как проверить стабильность скорости пули от выстрела к выстрелу? Как поймать настройку силы/положения ударника с оптимальной/максимальной скоростью пули? На все эти вопросы мог бы дать ответ хронограф — прибор, измеряющий скорость пули. Но даже хронограф, если и доступен, иногда оказывается бессилен — в наствольном исполнении прибор может реагировать на плотное облако выхлопа CO2 газобалонных пистолетов, винтовок и показать как завышенную, так и заниженную скорость. Особенно это касается CO2 пистолетов и доверять показаниям наствольного хронографа на газобалонном оружии можно только после перепроверки показаний скоростей. К счастью, есть иной — доступный и весьма точный метод определения скорости пули — баллистический маятник.
Маятником можно:
— точно измерить скорость пули (среднюю скорость в серии) при тщательном измерении всех параметров
— не очень заботясь о точности измерений, примерно определить скорость пули, чтобы убедиться, что ваше устройство находится в диапазоне заявленных характеристик.
— не вдаваясь в точные измерения параметров маятника и не интересуясь абсолютной скоростью пули проверить эффективность внесенных изменений в конструкцию — если маятник с теми же пулями стал отклоняться дальше, значит мощность объективно возросла. Таким образом можно, например, подобрать оптимальное положение электромагнита на Дрозде и выставить регулятор мощности.
— объективно проверить, реагирует ли наствольный хронограф на выхлоп газобалонного оружия, сопоставив показание хронографа с результатом по маятнику. Можно даже не измерять параметры маятника, а откалибровать отклонения маятника стреляя через хронограф теми же пулями из ПП или компрессионного оружия.
С одной стороны метод маятника прост и доступен, с другой — для хорошего, точного результата требуется точность измерения всех параметров. Итак, этапы большого пути:
1. Подвес маятника. Это может быть любой материал, в котором застрянет и останется пуля. Пули не должны отскакивать от маятника — это ЗАВЫСИТ результат. Звучит парадоксально, но это так. Оптимально — брусок с сечением 5*5 см или больше. Но без фанатизма. Брусок с сечением 20*20 см — это оригинально и сложно сказать, как его обмерять и как оно скажется на результате. В качестве бруска можно взять коробку из-под лекарства и начинить пулеулавливающим материалом — пластилин, немного свинца. Можно взять готовый металлический или деревянный брусок и сделать в торце выемку под пулеулавливающий слой пластилина. Вес подвеса должен быть не менее 100 грамм, оптимально до 300 грамм (или до 600 грамм для магнумов). При дальнейшем увеличении веса уменьшится отклонение маятника и может оказаться сложным замерять эти небольшие отклонения с высокой точностью — будет, например, получаться пара сантиметров с миллиметрами, цена ошибки — вырастет. Для маятника с небольшим весом придется часто корректировать изменение веса — каждые две пули прибавляют маятнику примерно грамм. Также для легкого маятника может не хватить длины линейки. Для подвеса 230 грамм, при нитях 180 см, отклонение маятника составит порядка 15 см на скоростях, близких к 170 м/с пулями. Слишком большие отклонения — больше 25 см могут отрицательно сказаться на точности, слишком малые — увеличивают ошибку измерения отклонения. Чем выше точность измерения всех величин — тем выше точность измерений в целом. Поэтому стоит позаботиться о точном измерении веса подвеса. Так, ошибка в весе на 30 грамм для 300 граммового подвеса добавит ошибку измерений в 10% (+-10 м/с на 100 м/с). Лучше всего массу подвеса определить с точностью до грамма. Способы могут быть разные. Например, если невозможно самостоятельно измерить вес подвеса с точностью до грамма, то можно воспользоваться разными электронными весами в разных магазинах и взять среднее значение.
2. Длина нитей маятника должна обеспечивать расстояние не менее 180 см от оси подвешивания до середины (центра тяжести) бруска. Получается — от потолка — до пола или табуретки. Очень хорошо получается развешивать маятник в дверном проеме. У меня маятник развешен в дверном проеме, по окончанию измерений, просто забрасываю его на антресоли над дверью. Наверное, будет оптимальным подвешивать брусок на четырех нитях — нити с левой стороны сходятся вместе в верхней точке крепления, нити с правой стороны — сходятся вверху подальше от точки крепления нитей с левой стороны. (См. Рис. 1) Таким образом мы устраняем вращение маятника и уменьшаем паразитные колебания.
3. В целом, общие рекомендации таковы — определившись с ожидаемым диапазоном скоростей, весом пули, длиной подвеса, можно выбрать массу подвеса так, чтобы отклонения были не далее 20-ти см. Можно даже выбрать такой вес подвеса, где отклонение подвеса в мм будет соответствовать скорости пули в м/с. Массу подвеса (кг) можно рассчитать так:
M = V*m/(S*sqrt(9.81/L))
Где
V — ожидаемая скорость в м/с
m — масса пули, КГ (. )
S — ожидаемое отклонение, метры
L — длина маятника (от оси качания до ц.т. подвеса), метры.
С конструкцией маятника определились.
4. Понадобятся линейка и бегунок, который маятник будет толкать вдоль линейки. Поверхность, по которой будет скользить бегунок должна быть гладкой. В качестве бегунка можно использовать наиболее легкую коробку — например, рамку от спичечного коробка. Еще лучше — уголок из плотной бумаги, поставленный палаткой между двумя линейками-направляющими. С помощью бегунка маятник успокаивается и выставляется ноль по линейке. Затем бегунок переставляется ближе к ожидаемому значению скорости, не доводя пару сантиметров. Это уменьшает потери на движение бегунка. В дальнейшем, при серии практических измерений расстояние где ставить бегунок определяется поточнее и выдерживается однообразною Проверяем, как качается маятник и как толкает бегунок. После выстрела, по бегунку определяем, на какое расстояние отклонился маятник с точностью до мм.
5. Следует определить массу пули. С точностью до сотой грамма. Можно воспользоваться аптекарскими весами и взвешивать группы в 10, 20 пуль, получить среднее. Можно взять менее точные весы и взвешивать уже 100 пуль. Можно взять чужие результаты измерений, но они бывает, не соответствуют действительности.
6. Контрольным «холостым» выстрелом или выстрелом мимо подвеса (не забываем про пулеуловитель позади конструкции) убеждаемся, что истекающие газы не влияют на отклонение маятника. Расстояния в 1 метр до дульного среза обычно достаточно. Стараемся стрелять по оси-направлению отклонения маятника и, чтобы траектория пули проходила через ц.т. подвеса. Маятник, понятно, должен быть предварительно успокоен и выверен в ноль.
7. Как это работает. Пуля попадает в маятник и остается в нем. Это полностью неупругий удар. Часть энергии неизбежно уходит в тепло, но зато мы можем воспользоваться законом сохранения импульса. Импульс подвеса с пулей будет равен импульсу пули до попадания. Т.е. зная импульс (скорость) подвеса, можно узнать импульс (скорость пули). Получив импульс, который имеет аналог в виде кинетической энергии (пока неизвестной), маятник начинает отклоняться. При отклонении, подвес начинает подниматься вверх, кинетическая энергия переходит в потенциальную. Когда подвес остановится (максимальное отклонение, высота) — кинетическая энергия полностью перешла в потенциальную. (Рис. 2) Узнав высоту, получаем потенциальную (кинетическую в момент попадания) энергию подвеса, через энергию — импульс подвеса, через импульс подвеса — импульс пули, скорость пули.
А считать все это — еще быстрее, чем писать. Полная формула:
V=((M + m) / m) * sqrt( 2*g * (L — sqrt(L*L — S*S)))
V — скорость пули, м/с
M — масса подвеса, кг
m — масса пули, кг (КИЛОГРАММЫ с точностью до сотой грамма)
g — ускорение свободного падения, 9.81
L — длина подвеса, метры
S — отклонение маятника, метры. Метры с точностью до мм.
Упрощенная практическая, но не менее точная формула:
V = ((M + m) / m) * S * sqrt (g / L)
V — скорость пули, м/с
M — масса подвеса, кг
m — масса пули, кг
g — ускорение свободного падения, 9.81
L — длина подвеса, метры
S — отклонение маятника, метры.
Т.к. M+m — намного меньше M, можно брать M/m, но не следует забывать, что две пули в подвесе — это уже плюс примерно 1 грамм к массе подвеса.
Не забываем про статистику, по единственному выстрелу о результате не судят. Не забываем про технику безопасности!
Практика:
Тестовый выстрел из ПСРМ с попутным замером через хронограф:
m = 0.00048 кг (0.48 грамм, пуля Gamo Pro Hunter)
M = 0.234 кг (по электронным весам, брусок 5*5*10 см)
L = 1.868 м (длина «нити» составила 189.3 см до самого низа подвеса, 184.3 до точки крепления нитей к маятнику)
S = 14.6 см = 0.146 м
Vхронограф = 164 м/с
V = (234 / 0.48) * 0.146 * sqrt (9.8 / 1.868) = 163.02 м/с
Видно, что метод маятника при внимательном и тщательном подходе дает весьма точные результаты.
8. Имея хронограф, можно упростить себе жизнь с маятником (например, для CO2) — не делая лишних измерений — калибруем отклонения маятник выстрелами той же пулей из ППП/PCP через хронограф.
9. Делая апгрейд, можно определить относительный прирост энергии без точного измерения всех компонент. Из формулы можно заметить, что V зависит линейно от S. Т.е. если в результате апгрейда маятник стал отклоняться в два раза больше, то и скорость выросла в два раза. Так можно настраивать, например, оптимальное положение электромагнита в Дрозде.
10. Можно оценить погрешность абсолютной величины измеренной скорости. Ошибка измерения отклонения маятника сказывается линейно (S+-Sошибка). Ошибка измерения массы пули, подвеса — также линейно (M+-Mошибки), ошибка измерения высоты подвеса — находится под корнем и привносит мЕньшее влияние.
11. Главное — не бояться и не стесняться перепроверять себя. Не все так легко, как хотелось бы, но и не так сложно и недоступно как может показаться. Метод работает. Проверено электроникой. Удачи 😊
Может кому поможет:
Маятник можно купить в магазине для художников. Там он продается в виде фасованого по 1000г пластилинового паралелипипеда. при желании, отрезав половину, получим 500г. Стоимость такого куска 50руб. НА мой взгляд это самый простой способ.
Кусок можно отюстировань на нужную скорость и использовать в качестве балистического материала, оценивая скорость по проникновению 😊
Спасибо SwD за точное и подробное изложение вопроса. Одно маленькое добавление:
V=((M + m) / m) * sqrt( 2*g * (L — sqrt(L*L — S*S))) — ТОЧНАЯ формула,
V=((M + m) / m) * S * sqrt (g / L) — ПРИБЛИЖЁННАЯ формула.
Так, при подстановке примерных теоретических параметров осы получается:
при L=1 метр, M=1 кг, m=0.012 кг, g=10 м/с/с,
отклонении маятника по высоте h = sqrt(L — sqrt(L*L — S*S)) = 0.1 метра:
по точной формуле 119.3 м/с, по приближенной 116.2
те же параметры при L=2 метра:
по точной формуле 119.3 м/с, по приближенной 117.8
те же параметры при L=10 метров:
по точной формуле 119.3 м/с, по приближенной 119.0
Просьба не придираться к конкретным исходным числам (в т.ч g=10). Данный расчет приводится исключительно с целью показать неточность формулы.
Часа 4 назад приобрёл мурку (МР512) и не удержался незамедлительно проверить скорость. Использовал маятник:
только что испробовал сие изобретение (думал соседи избивать придут за то, что я их бужу ночью, но вроде пока не идут).
В общем, взял тонкий провод и подвесил на палке (последнюю закрепил на шкафу). Длинна примерно 173 см.
Взвешал 90г картечи. Обмотал незначительным количеством фольги и поместил в пакетик. Это было необходимо для придания грузу шарообразной формы. На груз прикрепил 10г оконной замазки.
Собрал маятник и подсчитал коэффициент с учётом усреднённой массы пули. Получил 449. Т.е. для сдвига груза на 1 метр требуется скорость 449м\с.
Нашёл длинную палку (2м) и нанёс шкалу (цена — 5см). Положил под груз и выставил ноль.
Далее. Так как я один, а на дворе ночь, нужно было и смотреть результаты самому. Для этого я рассчитал вероятный сдвиг, а затем, отклонив груз на это значения стал смотреть на затухания. Оказалось, что затухания примерно 2,5см за 2 периода. Т.е. я успеваю после выстрела посмотреть, что получилось.
Итак, результат (выстрел был только один, ибо обороняться от соседей неохота. Утром всё повторю раз 10):
Скорость из коробочной мурки (только что достал. Дизелирует ещё) 166 м/с.
Соответственно энергия 6,89 Дж.
Честно говоря результат меня не удивлет, но беспокоит: пружина новая и винтовки немного дизелирует. Т.е. после чистки, шлифовки и т.п. мощность упадёт. А аповый набор ещё не заказал.
Что ж. Буду доводить этот плод инженерного гения до ума. Только вот муфта из пластика. Не лопнула бы при апе.
Да, благодарю за идею! Бесценная вещь!
До кучи. Уже три раза разные сервера профукивали статью. Положу тут
Один раз делал маятник, больше гемороится не буду, проще подкопить и купить хронограф. Все — таки в 21 веке живём. Извиняюсь за OFF.
underwater
Один раз делал маятник, больше гемороится не буду, проще подкопить и купить хронограф. Все — таки в 21 веке живём. Извиняюсь за OFF.
Хронограф нужен если постоянно делаешь доводишь разные винтовки, а как по мне так я купил винт апнул его, соорудил маятник, померял скорость она меня вполне устроила и теперь эта штуковина лежит без дела. Так зачем его покупать? Я думаю что это причменимо ко многим, а маятник дешево и сердито.
я тоже 12 лет как то не парился с измерением скорости всё по пробиванию досок и банок с вёдрами ориентировался. но это больше от незнания, что можно так просто и относительно точно удовлетворить своё любопытство. хорошо петруха навёл а то так и стрелял бы в доски..тем более желание узнать м/с стало актуальным. струдом подобрал пружину на свою старуху. и нацке по моему удачно апнул мой к-465. замерил..скорость с разными пулями разными утяжелителями..что позволило определиться с правильной комплектацией. поэтому маятник считаю самой простой и действенной схемой..важно только промерять мсе эти миллиграммы.
Коллеги,
метод маятника, думаю, будет долго еще актуален (хроны покупать многим пока лениво), и потому стоит отметить одну ошибку, повторяемую из статьи в статью. При маятнике прямоугольной формы, приведенные формулы будут корректно работать только при типе подвеса, показанного на рисунке 2 в статье. Если используется подвес показанный на рисунке 1 (его часто рекомендуют как более стабильный), то скорость рассчитанная по формулам (все равно точной или упрощенной) будет несколько завышена за счет геометрии самого маятника.
Для такого типа подвеса отклонение центра масс получается несколько меньше, чем края, которое и измеряется при помощи бегунка.
При предположении что центр масс совпадает с геометрическим центром маятника откорректировать можно по формуле:
S=x/sqrt((1+a/2L)^2+(b/2L)^2)
где
S — отклонение центра масс маятника по горизонтали
x — отклонение бегунка
a — высота маятника
b — длина маятника
L — высота от точки подвеса до центра масс маятника
При высоте подвеса 2 м, и размерах маятника 5х5 см получаем превышение измеренного отклонения над истинным на 1,2 %. И соответственно скорость будет также завышена примерно на тот же процент.
Это, конечно, не смертельно, но такую систематическую погрешность стоит убрать.
Объясните плиз непонятки.
Сегодня мерял мощность ружья (Ди-31) с сооружённым маятником. Для ускорения использовал эту софтинку http://www.airgunlib.ru/page.php?id=290
и иногда пересчитывал вручную. Всё вроде по формулам сходится, но меня смущает неправильное на мой взгляд поведение маятника. То есть при попадании тяжёлой пули (0,68г) маятник отклоняется на
24см (энергия при этом получается 17,5Дж), а при попадании более лёгкой (0,51г) отклонение
22см (энергия около 19Дж). Всего было протестировано 9 видов пуль, каждая серией по 3шт.
А не нравится мне то, что при меньшей энергии пули, отклонение больше. Как то это нелогично. Мне казалось, что чем больше энергия, тем больше отклонение, независимо от массы.
А не нравится мне то, что при меньшей энергии пули, отклонение больше. Как то это нелогично. Мне казалось, что чем больше энергия, тем больше отклонение, независимо от массы.
Блин, так чел не про настройку спрашивает! Он удивляется, как так, легкая пуля, энергия 19 дж, отклонение 22 см. А тяжелая пуля, всего 17 дж, а отклонение больше, то есть 24 см. Вот в чем парадокс, энергия меньше, а отклонение больше. Я тоже сталкивался с такой фигней, озадачился здорово. Но как объяснить чот не догоняю.
Космонавт78
И никогда не утверждай, что у тебя 19Дж, пока не проверишь на хроне, или сразу говори «по маятнику» а то словишь хомяков. 🙂
. аж с 2005-го формула в корне не верна на первой странице.
Я теперь не удивляюсь, почему вопросы про маятник так много и часто всплывают.
Этот маразм кочует с поста в пост, со страницы на страницу.
Сядте и аккуратно всё заново выведите, через сохранение импульса и энергии.
Блин, так чел не про настройку спрашивает! Он удивляется, как так, легкая пуля, энергия 19 дж, отклонение 22 см. А тяжелая пуля, всего 17 дж, а отклонение больше, то есть 24 см. Вот в чем парадокс, энергия меньше, а отклонение больше. Я тоже сталкивался с такой фигней, озадачился здорово. Но как объяснить чот не догоняю.
Как можно объяснить МЕНЬШЕЕ отклонение маятника от легкой пули с БОЛЬШЕЙ энергией, чем БОЛЬШЕЕ отклонение от тяжелой пули с МЕНЬШЕЙ энергией? Это что, объясняется массой поршня? Да из чего стреляют, там поршня может и не быть вовсе!! Прочитайте пож вопрос внимательно, а.
V=((M + m)/m) * sqrt(2*g*H)
где «H» — изменение положения маятника по высоте.
H можно сложно расписать в виде: L — sqrt(L*L — S*S)
А сам в школе физику не учил?
Тут ни про школу нужно говорить, а на пальцах объяснить 🙂 бывает такое или нет! Вот, что челу нужно.
На пальцах.
Соударение пули и маятника — абсолютно вязкое. Закон сохранения механической энергии не действует, работает закон сохранения импульса.
Часть энергии превращается в тепло при деформации пули и пластилина. И чем больше скорость пули при равной ее энергии, тем бОльшая часть превращается в тепло.
То есть, в первом приближении, не пули с одинаковой энергией, а пули с одинаковым импульсом М*V будут одинаково отклонять маятник.
2BlacKDeatH
Спасибо за формулу.
Физику учил, была любимым предметом, но все формулы забыл и вспоминать не хочу.
2Petrucha
Спасибо, теперь понял, откуда разница в отклонениях. Но тогда получается, что с маятником никогда не посчитать скорость и энергию корректно?
З.Ы. А почему за эти годы формулу на первой стр. и в ФАКе не переделали? Неужели так сложно? А, модераторы?
Azelin
Но тогда получается, что с маятником никогда не посчитать скорость и энергию корректно?
С чего это??
Все абсолютно корректно считается!
не пули с одинаковой энергией, а пули с одинаковым импульсом М*V будут одинаково отклонять маятник.
Где-то в глубине мозга витают смутные догадки о том, что тяжелая пуля, по идее, лучше себя ведет при ударе, а легкая — быстро «выдыхается», хоть и быстрее прилетает «ударять». Но очень смутные.
Непонятливые вы. 😊
У пули есть масса и скорость. Это меряется напрямую, весами и хронографом.
Маятник меряет импульс пули, то есть произведение массы на скорость.
Зная массу и импульс, можно посчитать скорость и энергию. Это заложено в формулы маятника.
Зачем измерять энергию напрямую? Это очень сложно.
И строго говоря, масса весами меряется не напрямую, не говоря уж о хронографе! 😊
Беседа увлекает меня все сильнее. 😊
масса весами меряется не напрямую, не говоря уж о хронографе!
Ну с хренографом еще ладно — мутный прибор, хто ево придумал.
А вот с весами. Што в магазинах дурят — знаю, только вот теперь не знаю как. 😊
Как же тогда пормерить вес напрямую? 😊
Я, кажетца, начинаю догадыватца. 😊
Как лять все сложно в етой жизни!
(ц)
Кому надо, могу прислать xls-документ для расчёта скорости по маятнику и баллистической траектории пули с диаграммой по скорости и энергии. Там подставляй только отклонение маятника и всё!
Процессы, происходящие в пневматической винтовке при разгоне пули, на порядок сложнее физики баллистического маятника.
И интересней. 😊
Жизнь, сцуко, полна открытий! (ц)
Ну с хренографом еще ладно — мутный прибор, хто ево придумал.
А вот с весами. Што в магазинах дурят — знаю, только вот теперь не знаю как. 😊
Как же тогда пормерить вес напрямую? 😊
А ты не будь дураком. Знаешь скорость на своей винтовке — приходишь с ней и по чашке весов стреляешь ). И смотришь на сколько стрелка отклонится ). Если правильно отклонится, покупаешь тут). Неправильно — возможны варианты. Для првоерки юзать папксий эдган ). Естественно если знаешь скорость винтовки по хрону ).
Когда то давно еще тоже мерял маятником, и заметил такой ньюанс-при стрельбе пулями с одним весом но с разной формой головы различались незначительно показания брускового маятника. Пули с плоской головой покозывали на 1-2мм большее откланение. Причём такая разница только на деревянном маятнике. Как говорится за неимением лучшего можно относительно точно знать реальную скорость пули, и не мучать себя сомнениями просстреливая буратины да ТиЦы и прочие журналы и книжки.
Зашел вчера в тир, хотел у них скорость померять. Говорят — 20 грн! Я в шоке! Иду делать маятник.
З.Ы. А почему за эти годы формулу на первой стр. и в ФАКе не переделали? Неужели так сложно? А, модераторы?
Потому что на первой странице упрощенная практическая, но не менее точная формула.
bomb
Когда то давно еще тоже мерял маятником, и заметил такой ньюанс-при стрельбе пулями с одним весом но с разной формой головы различались незначительно показания брускового маятника. Пули с плоской головой покозывали на 1-2мм большее откланение. Причём такая разница только на деревянном маятнике. Как говорится за неимением лучшего можно относительно точно знать реальную скорость пули, и не мучать себя сомнениями просстреливая буратины да ТиЦы и прочие журналы и книжки.
потому что соударение частично упругое было, вот и импульс маятника больше был 😛
Источник