Was sind alle Variablen, die berücksichtigt werden müssen, wenn die Flugzeit und die Entfernung eines aus einem Katapult abgefeuerten Geschosses erfasst werden (Spannung, Winkel, Geschossmasse usw.)?

Was sind alle Variablen, die berücksichtigt werden müssen, wenn die Flugzeit und die Entfernung eines aus einem Katapult abgefeuerten Geschosses erfasst werden (Spannung, Winkel, Geschossmasse usw.)?
Anonim

Antworten:

Angenommen, es gibt keinen Luftwiderstand (vernünftig bei niedriger Geschwindigkeit für ein kleines, dichtes Geschoss), ist es nicht zu komplex.

Erläuterung:

Ich gehe davon aus, dass Sie mit Donatellos Abänderung / Klärung Ihrer Frage zufrieden sind.

Der maximale Bereich wird durch Schießen bei 45 Grad zur Horizontalen angegeben.

Die gesamte Energie, die das Katapult liefert, wird gegen die Schwerkraft aufgewendet. Wir können also sagen, dass die in dem Gummizug gespeicherte Energie der potenziellen gewonnenen Energie entspricht. Also E (e) = # 1 / 2k.x ^ 2 # = m.g.h

Sie finden k (Hooke-Konstante), indem Sie die Dehnung bei Belastung des Elastikums messen (F = k.x), die zum Starten verwendete Dehnung und die Masse des Geschosses messen und dann die Höhe erreichen, auf die es bei senkrechtem Abschuß steigen wird.

Die Flugzeit ist unabhängig vom Winkel, da sich das Projektil ab dem Moment, in dem es das Katapult verlässt, im freien Fall befindet, unabhängig davon, wie es gestartet wird. Wenn Sie die anfängliche elastische Energie kennen (oben E (e) genannt), können Sie ihre Anfangsgeschwindigkeit u aus E (e) = ermitteln # 1 / 2.m.u ^ 2 # und dann die Flugzeit durch Substitution in v = u + a.t, wobei v die Endgeschwindigkeit (Null) bei der maximalen Höhe ist. Die Gesamtflugzeit wird doppelt so hoch sein, einmal beim Aufstehen, einmal beim Abfallen.

Schließlich können Sie den Bereich R aus R = berechnen # (u ^ 2.sin (Theta)) / g #