![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Описание экспериментальной установки. В модели копра (СМ. Рис. 4) груз 1, падая почти свободно по вертикальной направляющей с некоторой высоты н
После удара свая движется в разрезной втулке 3, действующей на сваю силой трения скольжения. Поэтому после удара груз и свая движутся замедленно до полной остановки. Меняя положение гири 5, скользящей по рычагу 4, можно менять силу нормального давления втулки на сваю, а значит, менять силу трения. Рычаг 4 может поворачиваться относительно горизонтальной оси О. Для предварительного закрепления груза 1 на некоторой высоте служит защелка 6, положение которой на нужной высоте фиксируется стопорными винтами. Груз поднимают вверх до соприкосновения с защелкой. Чтобы освободить груз, нужно нажать на ручку 7 защелки. Положение груза и сваи до и после удара определяется с помощью их указателей по вертикальной шкале 8. Экспериментальная установка находится внутри металлического кожуха 9. При почти свободном падении с высоты Н груз приобретает скорость v1, которую находим по кинематической формуле
учитывая начальную скорость v0 = 0. Для абсолютно неупругого кратковременного удара груза и сваи можно приближенно применить закон сохранения импульса (6) и найти общую скорость груза и сваи после удара. Так как до удара свая покоилась (v2 = 0), а скорость груза равна v1, то скорость u после удара равна
При ударе между грузом и сваей возникают ударные силы Отсюда
Подставляя (9) и (8) в формулу (10), получим
Так как время удара Dt» 2× 10-4 с очень мало, то внутренняя сила f, действующая на груз, много больше внешней силы тяжести Учитывая, что до удара свая покоилась (v2 = 0), полная механическая энергия системы " груз-свая" согласно формуле (7) уменьшается на величину
Если эту величину необратимых потерь механической энергии поделить на начальную энергию
Поделив числитель и знаменатель формулы (13) на m2, получим
Из формулы (13¢) видно, что доля необратимых потерь энергии при ударе груза и сваи уменьшается с увеличением отношения При ударе груза и сваи соприкасаются нижняя поверхность груза и верхняя поверхность сваи. В первую очередь нас будет интересовать изменение положения этих поверхностей. На рис.5 груз 1 до падения и свая 2 в начальном положении показаны пунктиром, а в конечном положении после удара и замедленного движения - сплошной линией. Расстояния Н1, h1, h2 измеряют по вертикальной линейке 8 (рис.4) и записывают в таблицу 1. На рис.5 видно, что высота падения груза
а путь S замедленного движения груза и сваи до остановки
Работа усредненной силы трения
равна изменению полной механической энергии этих тел
Отсюда, с учетом формул (9) и (8), усредненная сила трения равна
|