1。運動量の保存
衝突前の * 弾丸には勢いがあり(m₁v₁)、振り子は安静です(m₂v₂=0)。
衝突後: 弾丸と振り子は、共通の速度(v ')で1つの単位(m₁ +m₂)として一緒に移動します。
運動量方程式の保存は次のとおりです。
m₁v₁ +m₂v₂=(m₁ +m₂)v '
2。共通速度(v ')を解く
*m₁=0.012 kg(弾丸の質量)
*v₁=380 m/s(弾丸の初期速度)
*m₂=6 kg(振り子の質量)
*v₂=0 m/s(振り子の初期速度)
値を運動量方程式に置き換え、V 'を解きます。
(0.012 kg)(380 m/s) +(6 kg)(0 m/s)=(0.012 kg + 6 kg)V '
V'≈0.76m/s
3。エネルギーの保全
* 衝突直後: システムには運動エネルギー(1/2(m₁ +m₂)v'²)があります。
* 最高点で: システムにはポテンシャルエネルギー(M₁ +M₂)GHがあり、ここでHは上昇する垂直高さです。
エネルギー方程式の保存は次のとおりです。
1/2(m₁ +m₂)v'²=(m₁ +m₂)gh
4。垂直高さ(h)の解決
* V'≈0.76m/s(上記で計算)
* g =9.8 m/s²(重力による加速)
値をエネルギー方程式に置き換え、Hを解きます。
1/2(0.012 kg + 6 kg)(0.76 m/s)²=(0.012 kg + 6 kg)(9.8 m/s²)h
H≈0.029m
したがって、弾道振り子は垂直に約0.029メートル(または2.9センチメートル)上昇します。