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3B SCIENTIFIC
3B SCIENTIFIC® PHYSICS
3B SCIENTIFIC
3B SCIENTIFIC
3B SCIENTIFIC
Bedienungsanleitung
9/04 MH
1 2 3 4
bp
bo
Fig. 1: Komponenten
1. Sicherheitshinweise
• In dieser Bedienungsanleitung wird im wesentli-
chen auf das ballistische Pendel eingegangen, die
Bedienungsanleitung des Wurfgerätes U10360 ist
ebenfalls zu beachten.
• Zum Überprüfen, ob sich eine Kugel im Wurfgerät
befindet und die Feder gespannt ist, sind aus-
schließlich die seitlichen Beobachtungsbohrungen
zu nutzen. Es ist verboten, von vorn in die Mün-
dung zu sehen. Verletzungsgefahr!
• Niemals auf Menschen zielen!
• Während der Versuche ist eine Schutzbrille zu tragen.
• Das Wurfgerät immer mit entspannter Feder und
ohne Kugel im Lauf lagern.
2. Beschreibung
• Das ballistische Pendel dient zur experimentellen
Bestimmung der Anfangsgeschwindigkeit der Ku-
gel beim Austritt aus dem Wurfgerät. Weiterhin
können Wurfparabeln beim horizontalen oder
schiefen Wurf ermittelt werden, wobei Abwurf-
höhen von 5, 10, 15, 20 und 30 cm einfach durch
vorgegebene Bohrungen eingestellt werden kön-
nen.
PHYSICS
PHYSICS
PHYSICS
PHYSICS
U10362 Ballistisches Pendel
5
6
7
8
9
bl
bm
bn
1
Wurfgerät (U10360)
2
Trägerplatte
3
Mitnehmer für Schleppzeiger
4
Lagerschraube
5
Gegenlager
6
Schleppzeiger
7
Winkelskala
8
Pendel
9
Kugelfänger
bl
Grundplatte
bm
Tischklemme
bn
Rändelschraube
bo
Ladestock (bei U10360)
bp
Zusatzgewichte, 2 Stück
• Durch das extrem leichte Pendel können die Ver-
suche mit vergleichsweise ungefährlichen
Kunststoffkugeln – statt Stahlkugeln – durchgeführt
werden. Dabei sind sowohl die Versuche zum plas-
tischen (quantitativ) als auch zum elastischen (qua-
litativ) Stoß auswertbar. Die aus Wurf- und Pendel-
versuchen ermittelten Kugelgeschwindigkeiten
stimmen typischerweise auf etwa 3% überein.
• Durch Zusatzgewichte können unterschiedliche
Pendelausschläge bei konstanter Kugelge-
schwindigkeit untersucht werden.
3. Bedienung und Wartung
• Zunächst wird das ballistische Pendel mit der Tisch-
klemme an eine stabile Arbeitsplatte geschraubt.
Dann wird das Wurfgerät entweder wie in Fig. 1
gezeigt horizontal vor das Pendel oder wie in Fig. 3
zu sehen ist von hinten an die Trägerplatte
schraubt.
Tipp: Wenn die Arbeitsplatte nicht stabil genug ist,
kann es vorkommen, dass nach dem Maximalaus-
schlag des Pendels beim Zurückschwingen dessel-
ben ein Ruck durch den Aufprall gegen das Wurf-
gerät auftritt, der zur Verstellung des Schleppzeigers
1
®
ge-
2
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Resumen de contenidos para 3B SCIENTIFIC PHYSICS U10362
- Página 1 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC® PHYSICS PHYSICS PHYSICS PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC PHYSICS ® U10362 Ballistisches Pendel Bedienungsanleitung 9/04 MH 1 2 3 4 Wurfgerät (U10360) Trägerplatte Mitnehmer für Schleppzeiger Lagerschraube Gegenlager Schleppzeiger Winkelskala Pendel Kugelfänger Grundplatte Tischklemme Rändelschraube...
- Página 2 führt. In diesem Fall sollte das Pendel von Hand abgegeben werden, wobei der Schleppzeiger nicht abgefangen werden. auf 0° zurückgestellt wird. Auf diese Weise wer- • Das Laden des Wurfgerätes mit einer Kugel erfolgt den die unvermeidlichen Reibungsverluste des immer bei entspannter Feder, indem eine Kugel Schleppzeigers minimiert.
- Página 3 ∆h durch Gl. 3 eliminiert, dann folgt nach Umfor- • Die Zahlenwerte sollten für jedes Pendel indivi- mung: duell ermittelt werden, da es durch Material- und Fertigungstoleranzen zu Abweichungen kommen kann. ϕ gl ( 1− ω 4.1.3.2 Elastischer Stoß • Für das schwingende Pendel nach dem Stoß...
- Página 4 4.2 Ermittlung von Wurfparabeln 4.1.3 Versuchsauswertung • 4.2.1 Versuchsaufbau Der Ursprung des Koordinatensystems wird zweck- • Ein möglicher versuchsaufbau ist in Fig. 3 sche- mäßigerweise in den Kugelmittelpunkt beim Ab- matisch (nicht maßstabsgerecht) dargestellt. Die wurf gelegt. Dann gilt: Bohrungen in der Trägerplatte des Pendels sind cos ϕ...
-
Página 5: Instruction Sheet
3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC® PHYSICS PHYSICS PHYSICS PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC PHYSICS ® U10362 Ballistic pendulum Instruction sheet 9/04 MH 1 2 3 4 Projectile launcher (U10360) Back plate Guide for swing pointer Bearing screw Counter bearing Swing pointer... - Página 6 Angle ϕ Spring Type of Extra within the device. The sphere is then pushed down tension collision weights inside the barrel using the ramrod until the de- 17.5 sired spring tension has been reached. The ram- 25.0 rod should not be removed too quickly, otherwise 36.0 the suction its removal produces may pull the sphere out with it.
- Página 7 • The numeric values should be determined sepa- ϕ gl ( 1− ω rately for every pendulum, since material and manufacturing tolerances mean that values may differ from one to another. • However, we are not seeking ω, but the initial ve- locity of the projectile v .
- Página 8 4.2 Determination of trajectories 4.1.3 Experiment evaluation • 4.2.1 Experiment setup It is practical to take as the origin of the coordi- • One possible experiment setup is shown schemati- nate system the mid-point of the projectile at the cally in Fig. 3 (not to scale). The drill holes in the moment of launch.
- Página 9 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC® PHYSICS PHYSICS PHYSICS PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC PHYSICS ® U10362 Pendule balistique Instructions d’utilisation 9/04 MH 1 2 3 4 Ejecteur (U10360) Plaque porteuse Taquet pour aiguille entraînée Vis de palier Butée Aiguille entraînée...
- Página 10 Angle ϕ N°. Tension de Type de Poids térieur en plastique. Pousser la boule avec le ressort additionnels bourroir dans la rampe, jusqu’à ce que la tension 17,5 désirée du ressort soit obtenue. Ne pas retirer le 25,0 bourroir trop rapidement, l’aspiration qui en ré- 36,0 sulterait risquant sinon d’entraîner la boule.
- Página 11 • Les valeurs doivent être déterminées individuel- ϕ gl ( 1− ω lement pour chaque pendule, car les tolérances de matière et de fabrication peuvent entraîner des écarts. • Or, on ne recherche pas ω, mais la vitesse initiale de la boule v .
- Página 12 4.2 Détermination de paraboles d’éjection 4.1.3 Evaluation de l’expérience • 4.2.1 Montage de l’expérience Pour des raisons pratiques, la source des coor- • Un montage possible de l’expérience est repré- données est placée au centre de la boule au mo- senté...
- Página 13 3B SCIENTIFIC PHYSICS PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC® PHYSICS 3B SCIENTIFIC PHYSICS PHYSICS ® U10362 Pendolo balistico Istruzioni per l’uso 9/04 MH 1 2 3 4 Apparecchio di lancio (U10360) Piastra di supporto Trascinatore per la lancetta Vite di supporto Controsupporto...
- Página 14 dovuto al contatto contro l’apparecchio di lancio, la molla (1, 2 o 3), il tipo di urto (plastico “p” o determinando lo spostamento della lancetta. In tal elastico “e”), il numero dei pesi supplementari uti- lizzati così come il valore misurato dell’angolo ϕ. caso il pendolo dovrebbe essere fermato a mano.
- Página 15 N. m / kg / kg T / s v in m/s ω 0,00695 0,06295 0,218 1,01 3,39 0,00695 0,06295 0,218 1,01 4,82 • Se le equazioni 2 e 4 vengono inserite nell’equa- 0,00695 0,06295 0,218 1,01 6,88 zione 1 e il valore ∆h viene eliminato mediante 0,00695 0,09795 0,252...
- Página 16 • Questi valori per v sono inferiori di circa il 18% 4.1.3 Analisi dell’esperimento • L’origine del sistema di coordinate viene oppor- rispetto ai valori determinati dall’urto plastico, tunamente posizionata al centro della sfera du- aspetto che va ricondotto al fatto che l’urto non rante il lancio.
- Página 17 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC® PHYSICS PHYSICS PHYSICS PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC PHYSICS ® U10362 Péndulo balístico Instrucciones de uso 9/04 MH 1 2 3 4 Equipo de lanzamiento (U10360) Placa portadora Arrastrador para indicador de seguimiento Tornillo de cojinete Contrasoporte...
-
Página 18: Ejecución De Experimento
contra el equipo de lanzamiento, lo cual puede 4.1.2 Ejecución de experimento • conducir a que el indicador de seguimiento se des- Durante las pruebas, es oportuno anotar el nú- ajuste. En este caso, se debe detener el péndulo mero de experimento, la tensión del muelle (1, 2 con la mano. - Página 19 • N° m / kg / kg T / s v en m/s La energía cinética se calcula con el momento de iner- cia I , respecto al centro de rotación del péndulo, y 0,00695 0,06295 0,218 1,01 3,39 la velocidad angular máxima ω de acuerdo con 0,00695 0,06295 0,218...
-
Página 20: Determinación De Parábolas De Lanzamiento
• Estos valores de v son aproximadamente 18% me- 4.1.3 Evaluación del experimento • El origen del sistema de coordenadas se ubica nores que los obtenidos con el choque plástico, necesariamente en el punto central de la bola hecho atribuible a que el choque no fue comple- durante el disparo. - Página 21 3B SCIENTIFIC® PHYSICS PHYSICS PHYSICS PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC PHYSICS ® U10362 Pêndulo balístico Manual de instruções 9/04 MH 1 2 3 4 Dispositivo de lançamento (U10360) Placa de suporte Transmissão para o indicador de arraste Parafuso do eixo...
- Página 22 • O carregamento com uma bola sempre ocorre com onde o indicador de arraste não tenha sido leva- a mola distendida, colocando-se a bola solta no do previamente ao 0°. Deste modo são reduzidas interior do cilindro de material plástico. Depois, as inevitáveis perdas por atrito do indicador de empurra-se a bola no cano com a vara de carrega- arraste.
- Página 23 • N° m / kg / kg T / s v en m/s Se as equações 2 e 4 são aplicadas a equação 1 e ∆h é eliminado pela equação 3, então decorre, 0,00695 0,06295 0,218 1,01 3,39 após reformulação: 0,00695 0,06295 0,218...
- Página 24 • Estes valores para v são menores em aprox. 18% 4.1.3 Análise da experiência • A origem do sistema de coordenadas é colocada do que os calculados na colisão elástica, o que por praticidade no centro da bola no momento leva a concluir que a colisão não ocorre de forma do lançamento.