Ballistinen heiluri

Ballistinen heiluri

Ballistinen heiluri on laite, jonka avulla voidaan määrittää siihen iskeytyvän luodin nopeus v. Luoti ammutaan sitä paljon massiivisempaan pehmeästä aineesta koostuvaan leopotilassa olevaan kappaleeseen (esim. hiekkasäkki), joka on samalla heilurin punnuksena. Tällöin tapahtuu täysin kimmoton törmäys, jossa liikemäärä säilyy ja luoti muuttuu osaksi heiluria. Välittömästi törmäyksen jälkeen heilurin ja luodin yhteinen nopeus olkoon u. Systeemin törmäyksen jälkeinen kineettinen energia muuttuu sitten potentiaalienergiaksi energiaperiaatteen mukaisesti, kun heiluri heilahtaa ja sen painopiste nousee korkeudelle h lepotilaan verrattuna. Lähtönopeutta u kuvaa nyt kaava

$u={\sqrt {2gh}},$

jossa g on painovoiman aiheuttama kiihtyvyys. Soveltamalla liikemäärän säilymislakia saadaan luodin iskeymisnopeudelle lauseke

$v={m_{1}+m_{2} \over m_{1}}\cdot {\sqrt {2gh}},$

jossa m₁ on luodin massa ja m₂ heiluripunnuksen massa.

Lähteet

Seppo Hyyti, Jorma Nikkola, Lauri Viljanmaa: ”Törmäyksistä”, Fysiikka 10, s. 57. Helsinki: Kirjayhtymä, 1971. ISBN 951-1-12493-5.