Ballistisches
Pendel (Stoßpendel )
Impulserhaltung
für den vollständig unelastischen Stoß:
Hier ist v’ die Geschwindigkeit des Pendelkörpers der Masse M plus der Masse der Kugel m unmittelbar nach dem Stoß. Durch die Impulsübertragung wird die Pendelmasse angehoben, bis sich die kinetische Energie des Pendels vollständig in potentielle Energie umgewandelt hat.
!!! Die kinetische Energie des Pendelkörpers ist kleiner, als die
kinetische Energie des Geschosses, da ein Teil der Bewegungsenergie in
Verformungsenergie umgewandelt wird.
Für
den Energiesatz nach dem Stoß gilt:
also
Somit
gilt für die Geschwindigkeit des Geschosses zunächst:
Da
im Experiment der Maximalausschlag xm abgelesen wird, muss h durch xm
substituiert werden. Es gilt folgende geometrische Beziehung
(l-Pendellänge):
Somit
folgt für v0:
Beispiel: Mittlere Geschossgeschwindigkeit für 2m Entfernung