Vad är en ballistisk pendel?

En ballistisk pendel är en anordning som används för att komma fram till en kulas kinetiska energi och hastighet. Utvecklingen av den ballistiska pendeln var en viktig händelse i ballistikens historia, vilket gjorde att detta studieområde kunde avancera avsevärt. Idag används andra enheter för att studera kulornas rörelse, men den ballistiska pendeln lever vidare i fysikklassrum runt om i världen, där den används för att ge en enkel introduktion till begrepp som momentum. I klassrummen används vanligtvis en fjäderladdad ”pistol” för att avfyra en skenkula av säkerhetsskäl.

Designen av en ballistisk pendel är ganska enkel. Enheten består av en vikt fäst vid en arm. Vikten har ett träblock fäst som är designat för att fånga en kula när den skjuts mot blocket. Genom att känna till pendelns egenskaper och kulans egenskaper kan någon avfyra en kula mot pendeln, notera hur långt den färdas och använda denna information som grund för flera ekvationer för att bestämma hastighet och samla in annan information om kulans rörelse.

Den här enheten verkar ha utvecklats i England på 1700-talet. Benjamin Robins, en brittisk matematiker och ballistisk expert, krediteras ofta för utvecklingen av den ballistiska pendeln. Hans bok från 1742 New Principles In Gunnery introducerade den ballistiska pendeln och förklarade hur den kunde användas. Robins noterade att man också kunde använda enheten genom att fästa en pistol på pendeln, avfyra den och notera pendelns rörelse i spåren av explosionen.

Med 1800-talet kom utvecklingen av ballistiska anordningar som direkt kunde mäta hastighet, vilket gjorde det mer exakta och enkla mätningar. Men de grundläggande principerna bakom den ballistiska pendeln är fortfarande sunda, och sådana anordningar kan användas med en mängd olika projektiler, inte bara kulor. Historiskt sett har ballistiska pendlar använts för att mäta farten i allt från kulor till kanonkulor, vilket gav en hel del information som inte hade varit tillgänglig tidigare för medlemmar av ballistikgemenskapen.

I fysikklasser visas ibland eleverna en ballistisk pendeldemonstration eller film för att lära sig om bevarande av momentum och bevarande av energi. Eleverna kan få frågor om vilka typer av beräkningar de kan använda för att samla information om kulans rörelse, och de kan få frågan om fysiken bakom kulans och pendelns rörelse.