Изучение законов сохранения при соударении двух шаров. Цель работы
|
Скачать 46.57 Kb.
|
| скачено с сайта (для перехода нажмите Ctrl+левая кнопка мыши) http://van-barsik.narod.ru/ Изучение законов сохранения при соударении двух шаров. Цель работы: Определение средней силы взаимодействия шаров при ударе шаров равной массы и относительных потерь механической энергии. Приборы: Секундомер, измерительная линейка, установка предназначена для изучения законов сохранения импульса и энергии при ударе двух шаров.  Установка предназначена для изучения законов сохранения импульса и энергии при ударе двух шаров. Два шара массами m1 и m2 подвешены на тонких нитях длиной l, так, что в состоянии равновесия шары касаются друг друга. Если отклонить правый шар на угол α от вертикали, а затем отпустить, то в момент прохождения шаром положения равновесия произойдет центральный удар. В результате удара оба шара изменят скорости. На установке измеряются время соударения, а также углы отклонения шаров до и после удара. Теория метода(краткий расчёт): Согласно второму закону Ньютона скорость изменения импульса системы материальных точек равна векторной сумме внешних сил.  Если внешние силы отсутствуют (система замкнутая) или их векторная сумма равна нулю, то в процессе взаимодействия тел их суммарный импульс не изменяется. В данном случае при ударе сумма внешних сил - сил тяжести и натяжения нити не равна нулю. Однако, в момент удара проекция внешних сил на ось ОХ равна нулю, следовательно, будет сохраняться проекция импульса на ось ОХ.  В дальнейшем изложении индекс х опускаем. Для системы двух соударяющихся шаров запишем закон сохранения импульса в проекции на ось ОХ.  (1)где v1д и v2д - проекции скоростей шаров на ось ОХ до удара; v1п и v2п - проекции скоростей шаров после удара. Уравнение (1) можно переписать в виде  или  (2)Разделим (2) на время взаимодействия шаров при ударе t  (3)Равенство (3) представляет собой приближенное выражение третьего закона Ньютона для средних сил, действующих на каждый шар со стороны другого. Пpенебpегая силами сопротивления воздуха и считая удар абсолютно упругим, применим к удару закон сохранения механической энергии  (4)Решив систему (1) и (4), найдем скорости шаров после удара   В случае шаров равной массы имеют место простые соотношения   Методика эксперимента:Определить среднюю силу взаимодействия шаров равной массы m1 = m2 = m и относительные потеpи механической энергии при ударе. Угол начального отклонения первого шара равен α. Длина подвеса l, время соударения  .Импульсы сил, действующих на шары, равны  (5)  Из (5) при m1 = m2,  получим   (6)Применим закон сохранения механической энергии при движении правого шара до удара  (7)Из (6) и (7) находим  (8)Отметим, что реальный удар не является абсолютно упругим, поэтому часть механической энергии системы перейдет в другие виды энергии (напpимеp, в теплоту). Относительные потери механической энергии могут быть оценены по формуле.  (9)где  '- угол отклонения левого шара.Заданные условия эксперимента: Длина подвесов шаров 0,5 м. Масса шара 2 кг. Погрешность массы 0,01 Погрешность времени 0,00001 Меньший угол отклонения 3о Больший угол отклонения 10о Погрешность измерения угла 0,01 Результаты измерения:
Результаты расчёта:              Н  Н            Результат:   | ||||||||||||||||||||||||||||
Добавить документ в свой блог или на сайт
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка: 
