Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







ВИВЧЕННЯ ЗАКОНІВ ЗІТКНЕННЯ ТІЛ





Проробити теоретичне введення «ПРУЖНИЙ І НЕПРУЖНИЙ УДАРИ» стор.28-30

Мета роботи: вивчення законів збереження механічної енергії та імпульсу.

Опис установки і виведення робочої формули

Абсолютно пружний удар

Дослід зі сталевими кулями, маси і яких приблизно рівні, здійснюється на установці, зображеній на рис.1.

Установка складається з двох підвішених на нитках дотичних куль, електромагніту "Е", що дозволяє утримувати одну з куль у відхиленому положенні, і шкал для виміру кутів відхилення куль.

Якщо одну з куль, наприклад, відхилити на кут , а потім відпустити, то в момент, що безпосередньо передує ударові, друга нерухома куля придбає швидкість таку, що сумарний імпульс системи куль до удару дорівнює

.

Після удару перша куля зупиниться, тобто її швидкість , а куля придбає швидкість . Отже, імпульс системи після удару дорівнює:

За законом збереження імпульсу .

Метою роботи є перевірити цю рівність експериментально, вимірюючи швидкості і .

Одержимо формули для обчислення і . Для цього використовуємо закон збереження механічної енергії для кожної кулі. Куля , відхилена на кут , здобуває потенціальну енергію відносно положення рівноваги, яка цілком переходить у кінетичну до моменту зіткнення:

звідси

де

тоді отримаємо робочу формулу

(1)

Аналогічно отримаємо робочу формулудля другої кулі:

(2)

де - довжина ниток, на кінцях яких підвішені кулі; - кут, що ми задаємо, відхиливши кулю від положення рівноваги; - кут, відхилення кулі , який ми вимірюємо після удару.

Підставивши у формулу (1) заданий у досліді кут , обчислюємо швидкість і імпульс до зіткнення. У формулу (2) підставляємо усереднений по всіх дослідах кут і обчислюємо швидкість і імпульс після зіткнення.



Результат перевірки закону збереження імпульсу при пружному ударі представляємо у вигляді відносної похибки:

Абсолютно непружний удар

Якщо сталеві кулі замінити кулями з пластиліну, то одержимо модель другого граничного випадку - абсолютно непружного удару. Схема досліду з пластиліновими кулями така ж, як і зі сталевими: першу кулю відхиляють від положення рівноваги на кут , а другий залишається нерухомим. Швидкість першої кулі перед ударом обчислюють за формулою (1).

Загальну швидкість куль, що об'єдналися, після удару обчислюють за робочою формулою:

(3)

де - усереднений по всіх дослідах кут, на який відхилялися кулі, що рухаються після удару разом.

Імпульс пластилінових куль до зіткнення дорівнює , імпульс після зіткнення .

Результат перевірки закону збереження імпульсу при непружному зіткненні представляють аналогічно пружному

Порядок виконання роботи

1) Навішати на держаки сталеві кулі так, щоб здійснювався центральний і прямий удар.

2) Перевірити, чи знаходяться вістря держаків куль на нулях шкали.

3) Увімкнути прилад у мережу.

4) Віджати кнопку "пуск". Праву кулю відхилити, наблизивши її до електромагніту. Записати кут відхилення у таблицю 1.

5) Натиснути кнопку "пуск". Помітити по лівій шкалі кут відхилення лівої кулі відразу ж після удару. Записати його.

6) Натиснути кнопку "скидання".

7) Провести виміри, починаючи з пункту "4" десять разів . Дані занести в таблицю 1.

8) Результати вимірів кута усереднити та розрахувати:

9) Результати вимірів кута усереднити та розрахувати

10) Визначити відносну похибку для абсолютно пружного удару

11) Помінявши сталеві кулі на пластилінові, провести з ними аналогічні досліди.

12) Результати вимірів усереднити і провести розрахунки:

.

Таблиця 1

пружний удар непружний удар
                                       
                                       

Контрольні питання:

1. Імпульс матеріальної точки.

2. Потенціальні сили. Консервативна система.

3. Енергія. Механічна енергія.

4. Закон збереження механічної енергії.

5. Закон збереження імпульсу.

6. Центр мас.

7. Абсолютно пружний удар. Центральний удар.

8. Закони збереження, що виконуються при абсолютно пружному ударі.

9. Описати установку для вивчення характеристик пружного і непружного зіткнень.

10. Вивести формулу для швидкості куль при абсолютно пружному ударі в робочій установці.

11. Абсолютно непружний удар. Закон збереження, що виконується при такому ударі.

 

ОБЕРТАЛЬНИЙ РУХ









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.