Le pendule balistique est un dispositif qui permet de déterminer la vitesse V d'un projectile de masse m. Ce projectile est envoyé dans un bloc de masse M beaucoup plus grande que m.
Le bloc M est suspendu par deux tiges de même longueur L et de masse négligeable. L'ensemble constitue un pendule qui peut osciller dans le plan de figure.
Avant la choc la quantité de mouvement de la balle est m.V. Celle du bloc de masse M est nulle.
Après le choc la vitesse du bloc est V0. La quantité de mouvement est (m + M).V0
La conservation de la quantité de mouvement donne : mV = (m + M).V0.
Après le choc le bloc M se met à osciller. Quand M atteint son élévation maximum, sa vitesse s'annule et la variation de hauteur du centre de masse du bloc est H.
La conservation de l'énergie du pendule entre les points bas et haut de la trajectoire donne
½(m + M).V02 = (m + M).g.H
En déduire que : V = (2.g.H)1/2(m + M) / m.
Utilisation :
On a introduit un frottement visqueux dans le mouvement du pendule. La valeur du coefficient d'amortissement du mouvement du bloc est assez petite pour que l'on puisse négliger son influence lors de la mesure de H.
Un clic sur le curseur de l'échelle Masse du projectile détermine une nouvelle valeur aléatoire de la vitesse du projectile (Valeurs comprises entre 300 et 500 m / s)
L'échelle Masse du projectile permet de modifier la masse de la balle (Entre 25 et 50 g).
Ces valeurs correspondent à un fusil de chasse.
Le bouton [Solution] permet d'afficher la valeur de la vitesse du projectile.
L'échelle qui permet de déterminer H est graduée en cm.