Измерение скорости полета стрелы
Обычному стрелку это тоже может пригодиться для того чтобы повысить мастерство, лучше узнать свойства собственного оружия, или просто ради удовольствия. Эти измерения помогут узнать, сколько метров в секунду выдает оружие, а это позволит подобрать его наилучший вес.
Самый популярный метод - измерение при помощи маятника. Для этого понадобится маятник из такого материала, где стрела застрянет. Стрелы ни в коем случае не должны отскакивать, в противном случае, приведенные формулы будут неактуальны.
Оптимальный вариант - деревянный брусок или нечто подобное.
Длина подвеса должна быть не меньше 180 см от оси подвеса до центра тяжести бруска. Очень удобно разместить эту конструкцию в дверном проеме.
Вес нужно подобрать таким образом, чтобы ход его колебался в пределах 15-20 см. При большем увеличении веса может быть трудно замерить небольшие отклонения с большой точностью, цена ошибки вырастет. Есть вероятность, что для слишком легкого маятника не хватит длины линейки. Отклонения больше 25 см, могут повредить точности.
Предварительно нужно будет взвесить подвес на электронных весах.
Для начала нужно определиться с длиной нити (L), весом стрелы (m) и ожидаемым диапазоном скоростей (V). Ввиду того, что отклонение маятника не должно превышать 20 см, нужно просчитать примерный желаемый вес маятника (M): M = V*m/(0.2*sqrt(9.8/L))
Для вычислений за длину подвеса берется расстояние от оси качания до середины подвеса.
Рекомендуется узнать вес маятника с точностью до грамма. Или увеличить его вес настолько, чтобы ошибка определения веса была несопоставима с его весом.
Если все сделать правильно, то в результате можно получить высокую точность - до метра. То есть результаты, сопоставимые с показаниями хронографа.
Теперь нам потребуется линейка достаточной длины. Качаться она сможет довольно далеко. Этот момент можно отрегулировать весом маятника.
Далее – ползунок. Задумка в следующем: маятник должен толкать вдоль линейки ползунок, и по ползунку будет видно отклонение маятника.
Теперь нужно определить вес стрелы и начать измерение.
Сперва успокоим маятник, а затем выставляем линейку на ноль по ползунку. Затем нужно выбрать расстояние до маятника. После выстрела, по ползунку совершенно просто можно определить отклонение маятника с высокой точностью.
Далее проведем вычисления:
M - масса маятника до выстрела, граммы
m - масса стрелы, граммы
L - длина подвеса в метрах,
S - амплитуда колебаний маятника (по ползунку), в метрах.
g - ускорение свободного падения, константа, 9,81 м/с.кв. sqrt - извлечение квадратного корня
Cкорость V (м/с) будет:
V = ((M + m) / m) * S * sqrt (g / L)
Как как M+m приблизительно равно M, расчетыможно упростить до:
v = (M / m) * S * sqrt (g / L)
Пример расчета для пневматики:
L = 2 м, M = 115 г, m = 0,545 г, S = 21.5 см = 0,215 м
v = (115/0.545) * 0.215 * sqrt (9.81/2) = 100 м/с
Энергия пульки
E = m*V*V/2 = 0.545e-3*100*100/2 = 2.725 Дж
Самый популярный метод - измерение при помощи маятника. Для этого понадобится маятник из такого материала, где стрела застрянет. Стрелы ни в коем случае не должны отскакивать, в противном случае, приведенные формулы будут неактуальны.
Оптимальный вариант - деревянный брусок или нечто подобное.
Длина подвеса должна быть не меньше 180 см от оси подвеса до центра тяжести бруска. Очень удобно разместить эту конструкцию в дверном проеме.
Вес нужно подобрать таким образом, чтобы ход его колебался в пределах 15-20 см. При большем увеличении веса может быть трудно замерить небольшие отклонения с большой точностью, цена ошибки вырастет. Есть вероятность, что для слишком легкого маятника не хватит длины линейки. Отклонения больше 25 см, могут повредить точности.
Предварительно нужно будет взвесить подвес на электронных весах.
Для начала нужно определиться с длиной нити (L), весом стрелы (m) и ожидаемым диапазоном скоростей (V). Ввиду того, что отклонение маятника не должно превышать 20 см, нужно просчитать примерный желаемый вес маятника (M): M = V*m/(0.2*sqrt(9.8/L))
Для вычислений за длину подвеса берется расстояние от оси качания до середины подвеса.
Рекомендуется узнать вес маятника с точностью до грамма. Или увеличить его вес настолько, чтобы ошибка определения веса была несопоставима с его весом.
Если все сделать правильно, то в результате можно получить высокую точность - до метра. То есть результаты, сопоставимые с показаниями хронографа.
Теперь нам потребуется линейка достаточной длины. Качаться она сможет довольно далеко. Этот момент можно отрегулировать весом маятника.
Далее – ползунок. Задумка в следующем: маятник должен толкать вдоль линейки ползунок, и по ползунку будет видно отклонение маятника.
Теперь нужно определить вес стрелы и начать измерение.
Сперва успокоим маятник, а затем выставляем линейку на ноль по ползунку. Затем нужно выбрать расстояние до маятника. После выстрела, по ползунку совершенно просто можно определить отклонение маятника с высокой точностью.
Далее проведем вычисления:
M - масса маятника до выстрела, граммы
m - масса стрелы, граммы
L - длина подвеса в метрах,
S - амплитуда колебаний маятника (по ползунку), в метрах.
g - ускорение свободного падения, константа, 9,81 м/с.кв. sqrt - извлечение квадратного корня
Cкорость V (м/с) будет:
V = ((M + m) / m) * S * sqrt (g / L)
Как как M+m приблизительно равно M, расчетыможно упростить до:
v = (M / m) * S * sqrt (g / L)
Пример расчета для пневматики:
L = 2 м, M = 115 г, m = 0,545 г, S = 21.5 см = 0,215 м
v = (115/0.545) * 0.215 * sqrt (9.81/2) = 100 м/с
Энергия пульки
E = m*V*V/2 = 0.545e-3*100*100/2 = 2.725 Дж
