![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Теоретичні відомості
Українська державна академія залізничного транспорту
Кафедра „Фізика ” Лабораторна робота № 7
ВИВЧЕННЯ ПРУЖНОГО ЦЕНТРАЛЬНОГО УДАРУ КУЛЬ Роботу виконав: студент(ка) (прізвище, ім’я, по-батькові) _______________ (курс, група) „___„_____________________20 р.
Роботу прийняв: (прізвище та ініціали викладача) (посада) Оцінка: за знання теорії (оцінка, бал) за провед. експер. (оцінка, бал) підсумкова (оцінка, бал) (дата і підпис викладача)
Лабораторна робота № 7 ВИВЧЕННЯ ПРУЖНОГО ЦЕНТРАЛЬНОГО УДАРУ КУЛЬ Мета роботи: вивчення законів збереження єнергії та імпульсу при абсолютно пружном зіткненні тіл, визначення сили та часу співудару металевих куль. Прилади і матеріали: лабораторна установка для визначення пружного співудару куль, міліметрова лінійка. Теоретичні відомості Прикладом застосування законів збереження імпульсу та механічної енергії для розв'язання реальної фізичної задачі є удар абсолютно пружних тіл. Удар – це зіткнення двох або більше тіл, коли взаємодія продовжується дуже короткий час. При ударі в тілах виникають значні внутрішні сили, що зовнішніми силами, які діють на тіла, можна знехтувати. Це дозволяє розглядати ці тіла як замкнуту систему і застосовувати до неї закони збереження. Абсолютно пружним назваеться удар, при якому механична енергія сукупності тіл, що співударяються, не перетворюється в інши віди енергії. Швідкості куль після їхнього співудару можно визначити за допомогою законів збереження імпульсу та єнергії:
где Удар називається центральним, якщо тіла до удару рухаються вздовж прямої, що проходить через їх центри мас. У випадку центрального удару куль їх швидкості до співудару і посля нього спрямоваиі вздовж цїєй прямий. Тоді вектори
Оскільки при зіткненні куль їх швидкості змінюються, тобто
Це рівняння розглядаємо сумісно с першим рівнянням системы (2):
Рішення цієї системи має вигляд:
Коли маси тіл однакові ( Розглянемо абсолютно пружий центральний удар двох однакових кульок ( Відхилимо кулю
На рис. 1 видно, що
Підставив в формулу (7), одержимо
Повернувшись у положення рівноваги, куля 1 передає свій імпульс кулі 2 (рис. 2) і зупиняється, а куля 2 починає рухатися. Імпульс, який вона одержала від першої кулі під час удару,
де Час зіткнення куль вимірюється на лабораторній установці, схема якої наведена на рис. 2. Дві однакових сталевих кулі підвішені на гнучких ізольованих провідниках таким чином, що у стані спокою вони висять майже торкаючись одна одну (зазор між ними становить 1 – 3 мм). Кулі можливо відхиляти на різні кути та утримувати їх у крайнєму лівому та крайнєму правому положеннях за допомогою електромагнітів
де Заряд конденсатора
де Підставляючі ці вирази у формулу (10), отримуємо для часу розрядки конденсатора, тобто часу зіткнення куль:
Послідовність виконання роботи 1. Накреслити таблицю вимірюваних величин за зразком, наведеним нижче (табл. 7.1). 2. Для зарядки конденсатора 3. Перевести перемикач 4. Провести три – пять досвідів, що описані в п. 2 і 3, і знайти середнє значення показань гальванометра 5. Знову зарядити конденсатор, як вказано в пункті 2. Перемикач 6. Розімкнути тумблер Куля 1, звільнившись від електромагніта Куля 2 після співудару почне рухатися, досягне електромагніту 7. Провести 5 разів досвід з розрядкой конденсатора через кулі, повторюючи п.2 та п.6. Записати показання гальванометра 8. Перемикачи 9. Виміряти довжину нити 10. Виміряти кут 11. Згідно з формулою (9) знайти середню силу удара 12. Обчислити абсолютні і відносні похібки вимірюваних величин. 13. Проанализувати результати і зробити висновки. 14. Підготувати відповіді на контрольні питання. Контрольні питання 1. Як визначається імпульс материальної точки (тіла)? 2. Сформулируйте другий закон Ньютона. Що таке імпульс сили? 3. Сформулюйте закон збереження імпульсу. Для яких співударів тіл він виконується? 4. Що називається кінетичной єнергією материальної точці (тіла)? 5. Дайте визначення консервативних сил. Яки сили називаються консервативними? Наведить приклади консервативних сил. Дайте визначення потенційной єнергії тіла. 6. Сформулюйте закон збереження енергії в механіці. 7. Найдіть швидкість тіла, що впало з висоти 8. Дайте визначення пружного удару. Який удар називається центральним? 9. Найдіть швидкості двох куль після їхнього центрального абсолютно пружного співудару. 10. Що такє балістичний гальванометр? Для чього він призначен?
|