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Physique

Calculatrice du Pendule Balistique (Vitesse d'un Projectile)

Vitesse d'une balle ou d'une bille à partir de l'amplitude d'oscillation d'un bloc suspendu qui l'a arrêtée, avec la hauteur atteinte et la part d'énergie perdue à l'impact.

Résultats

Vitesse du projectile 164,3 m/s
Hauteur atteinte par le bloc 3,41 cm
Vitesse du bloc et du projectile juste après l'impact 0,818 m/s
Part de l'énergie du projectile perdue à l'impact 99,50 %
Énergie cinétique du projectile 135 J
Comment cela varie
Vitesse du projectileAngle maximal d'oscillation 0 – 30. Vitesse du projectile: 0 → 325,824Vitesse du projectile0100200300400051015202530Angle maximal d'oscillation (°)

La ligne en pointillé marque la valeur que vous avez saisie.

Ce que fait cet outil

Le pendule balistique scinde un problème rapide en deux faciles : la capture est un choc parfaitement mou, où la quantité de mouvement se conserve mais pas l'énergie, et l'oscillation qui suit est une montée ordinaire où l'énergie se conserve. En remontant depuis la hauteur, on obtient la vitesse du bloc puis celle du projectile. L'essentiel de l'énergie du projectile se perd dans le choc, la fraction M ÷ (m + M), qui pour une balle légère dans un bloc lourd en est presque la totalité. C'est pourquoi l'oscillation du bloc paraît minuscule comparée à l'énergie qu'on lui a tirée dessus.

Formule

m v = (m + M) V · ½ V² = g h · h = L (1 − cos θ) · v = (m + M) ÷ m × √(2 g L (1 − cos θ))

Variables

SymboleSignificationUnité
mbMasse du projectileg
bmMasse du bloc du pendulekg
llLongueur du pendulem
thAngle maximal d'oscillation°
VVitesse du projectilem/s
HHauteur atteinte par le bloccm
VAVitesse du bloc et du projectile juste après l'impactm/s
LSPart de l'énergie du projectile perdue à l'impact%
KEÉnergie cinétique du projectileJ

Exemple résolu

  • Masse du projectile10 g
  • Masse du bloc du pendule2 kg
  • Longueur du pendule1 m
  • Angle maximal d'oscillation15 °
  • Vitesse du projectile164,3 m/s
  • Hauteur atteinte par le bloc3,41 cm
  • Vitesse du bloc et du projectile juste après l'impact0,818 m/s
  • Part de l'énergie du projectile perdue à l'impact99,50 %
  • Énergie cinétique du projectile135 J

Limites

  • La formule suppose des conditions idéales : pas de frottement, pas de résistance de l'air et pas de pertes de rendement sauf si vous les saisissez.
  • Le mélange d'unités est la source d'erreur la plus fréquente. Convertissez chaque valeur dans l'unité indiquée près du champ avant de calculer.