Задача №16 Магнитная пушка

Условие задачи

Выстройте в ряд стальные шарики, притянутые сильным магнитом. Если запустить

План решения

Как это работает?
От чего зависит скорость вылетающего шарика?
Математическая модель;
Многоступенчатая модель.

Качественная модель

Экспериментальная установка

1 – канал;
2 – закрепленный магнит;
3 – ударяющий шарик

Радиусы используемых

Измерения скорости

N1

Магнит должен находиться
первым в ряду

Параметры установки:
Количество шариков после магнита: 3;
Количество шариков перед магнитом: 0;
Постоянный тип

Математическая модель

n balls

Может передаться через цепочку

n шариков

Конечная формула

…

Скорость: теория VS эксперимент

R = 4,7

R= 6,25

R = 3,25

Радиусы шариков, [мм]:

-

Отлёт нескольких шариков

Причины:
Большое трение;
Значимость вращательной составляющей;

Шарики:
Шарики для пинг-понга;
Радиус = 4

Multistage setup

240 fps

Многоступенчатая установка

Параметры установки::
Количество шариков после магнитов: 3 шт;
Радиус шариков = 4,7

Выводы

Положение магнита: в начале ряда
Оптимальный радиус: наименьший (r=3,25 мм)
Оптимальное количество шариков:

Спасибо за внимание

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 2

1 – основание;
2 – ударяющий шар;
3 – магнит;
4 – бумажн.

Приложение 3

1 –base
2 –striking ball
3 –duct (groove)
4 – fixed ball
5 –pulling