Vakuum kanon kör ping pong boll i överljudshastighet (6 / 6 steg)
Steg 6: Hastighet testa
Eftersom jag gjort tidigare utslag påståenden om skytte ping pong bollar i överljudshastighet, behöver jag beskriva hur dessa hastigheter mättes.
Jag gjorde en "ballistisk pendel"; en enhet en gång används för att mäta hastighet på gevär kulor, men nu används främst i fysik klasser för att Visa principerna om bevarande av rörelsemängd och energi. Projektilen är skjuten i ett block och behålls inne i blocket. Block + projektil sedan svinga på grund av dynamiken i projektilen. Det vertikala höjd vinsten på blocket mäts, och när den multiplicerats med massa block + projektil, representerar potentiella energi ökar. Med hjälp av följande ekvation ger hastigheten av projektilen:
Hastighet = (m + M) /m (√2gh)
Var:
m = massan av projektilen, i kg (ping pong boll massa = 2,4 g = 0.0024 kg)
M + m = massan av projektilen, i kilo (1,32 kg)
g = acceleration av gravitation, 9,81
h = vertikal höjd vinst, meter, mindre höjd vinst från luften endast tester. (2,5 cm = 0,025 m)
Siffrorna inom parentes är de genomsnittliga värdena från mina tester.
"En ballistisk pendel är en enhet för att mäta en [projektil] momentum, från vilka det är möjligt att beräkna hastighet och rörelseenergi. Ballistiska pendlar har till stor del gjorts obsolet genom moderna kronografer, som tillåter direkt mätning av projektil hastighet. Även om ballistiska pendeln anses föråldrad, varit i bruk under en betydande tidsperiod och lett till stora framsteg inom vetenskapen om ballistik. Ballistiska pendeln är fortfarande finns i fysik klassrum idag, på grund av dess enkelhet och användbarhet i visar egenskaper av fart och energi." (Från Wikipedia).
Bilderna nedan visar ballistiska pendeln gjorde jag (tillsammans med en bild av min skruvdragare och stämjärn).
Linjerna på panelen i bakgrunden är att mäta höjden i centimeter.
Laserpekarens visar höjden på blocket. I bilder visar först höjd före bränning, andra visar maximal höjd strax efter skottlossningen. En video kamera registrerar åtgärden.
Den sista bilden visar ping pong bollen fångats i blocket.
Utöver momentum från bollen finns drivkraften överföras till blocket från luften ut ur kanonen. Jag gjorde några test körningar med luft endast och subtraheras denna medellängd (0,03 cm) från testerna med kulor ping pong.