![]() Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву ![]() Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления
|
Исследование столкновения шаров
Цель работы: проверить закон сохранения импульса, определить среднюю силу удара. Оборудование: специальная установка, металлические шары (рис. 1).
Описание установки и метода измерений
На верхнем кронштейне закреплены стержни, на которых подвешены шары. Винт 7 позволяет менять расстояние между шарами. С помощью винта 8 можно изменять длину подвески шаров. На нижнем кронштейне закреплены пластины со шкалами 9, 10 и электромагнит 11. Электромагнит можно передвигать вдоль правой шкалы и менять высоту его установки. Силу притяжения электромагнита можно регулировать винтом 12. Угольники со шкалами также можно передвигать вдоль нижнего кронштейна. К основанию прибора привинчен цифровой микросекундомер 13, измеряющий время соударения (взаимодействия) шаров. На лицевой панели прибора расположены также три клавиши: 14 (сеть) – выключатель сети; 15 (пуск) – отключение электромагнита и запуск секундомера; 16 (сброс) – включение электромагнита и подготовка микросекундомера к следующему измерению.
ЗАДАНИЕ № 1
Проверить закон сохранения импульса
В изолированной системе тел векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему (импульс системы), не изменяется с течением времени:
Если на тела системы действуют внешние силы, то импульс равнодействующей внешних сил
В данной работе шары, подвешенные на нитях, нельзя рассматривать как изолированную систему, но для небольшого промежутка времени, порядка времени удара, импульсом внешних сил можно пренебречь. Поэтому систему тел можно считать практически изолированной, для которой выполняется закон сохранения импульса:
где
В проекциях на ось OX это соотношение имеет вид
Определим импульс системы
где Тогда
Из треугольника OAB (см. рис. 2) следует
где l – расстояние от точки подвеса шара до его центра тяжести. Определим
Следовательно,
Так как второй шар с массой m 2 до удара находился в состоянии покоя, то импульс системы перед ударом равен
После упругого столкновения шаров первый шар приобретает скорость
В проекции на ось OX импульсы шаров после удара будут равны:
Если после столкновений первый шар будет двигаться в обратном направлении, тогда
Сравним импульсы системы до и после удара, найденные по формулам (2) и (7) и убедимся, что
ЗАДАНИЕ № 2
Определить среднюю силу удара
Изменение импульса тела равно импульсу средней силы, действующей на тело
Применяя эту формулу для ударяемого шара массой m 2, получим (в проекциях на горизонтальную ось)
где Определим
Подставив сюда вместо
где l – длина подвеса шара;
Порядок выполнения работы
1. Провести корректировку осевой установки шаров. Для этого шар, который расположен выше, повернуть так, чтобы риски на шарах находились на одном уровне.
2. Установить электромагнит на выбранном расстоянии от начала шкалы и на такой высоте, чтобы его ось была продолжением черты на шаре. 3. Включить прибор в сеть. Нажать клавишу "СЕТЬ" микросекундомера. 4. Отжать клавишу "ПУСК". 5. Правый шар отклонить от положения равновесия на угол 6. Нажать кнопку "СБРОС". 7. Нажать кнопку "ПУСК". 8. После столкновения шаров отметить углы отклонения шаров 9. Измерить продолжительность столкновения шаров t. 10. Опыт повторить пять раз, выполняя пункты 4-9 при одном и том же значении 11. Отжать клавишу "СЕТЬ". 12. При помощи мерной ленты определить длину l подвески шаров (от точки подвеса до центра тяжести шара). Таблица 1
13. Рассчитать средние значения и погрешности измерений величин
где x – измеряемая величина, n – число измерений, 14. По формулам (2), (5), (6) и (7) определить импульсы шаров 15. Вычислить погрешности измерения импульсов по формулам:
Углы необходимо выражать в радианах; 16. Сравнить полученные значения
17. Вычислить среднюю силу удара по формуле (8), подставляя в нее 18. Вычислить погрешность измерения силы удара по формуле
19. Результаты измерений записать в табл. 2. Таблица 2
Контрольные вопросы
1. Что такое сила и масса тела? В каких единицах они измеряются? 2. Сформулировать законы Ньютона. Какова взаимосвязь между этими законами? 3. Что такое импульс тела? Вывести закон сохранения импульса. 4. Какова связь закона сохранения импульса с законами Ньютона? 5. Какие существуют виды механической энергии? Сформулировать закон сохранения механической энергии. 6. Какие превращения энергии происходят при столкновении тел? 7. В каких единицах измеряется энергия в СИ и СГС? 8. Вывести расчетные формулы (2), (6), (7). Библиографический список
1. Детлаф, А. А. Курс физики / А. А. Детлаф, Б. М. Яворский. – М.: Высш. шк., 1999. – § 2.4–2.5, 5.1, 5.6. 2. Трофимова, Т. И. Курс физики / Трофимова Т.И. – М.: Академия, 2004. – § 12–15. 3. Савельев, И. В. Курс общей физики в 3-х т. Т.1 / И. В. Савельев.– СПб.: Лань, 2005. – § 5–9, 18–24, 27. 4. Кингсеп, А. С. Основы физики: в 2-х т. Т. 1 / А. С. Кингсеп, Г. Р. Локшин, О. А. Ольхов. – М.: Физматлит, 2001. – Гл. 3 § 3.1–3.4.
5. Сивухин, Д.В. Общий курс физики: в 5-ти т. Т.1 / Д. В. Сивухин. – М.: Физматлит МФТИ, 2005. – § 9–12. 6. Курс физики: Учебник для вузов: в 2-х т. Т. 1 / Под ред. В. Н. Лозовского. – СПб.: Лань, 2006. – Гл. 1.2 § 1.9. Гл. 1.3 § 1.12, 1.15
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ПУЛИ
Цель работы: измерить скорость пули динамическим и кинематическим методами. Оборудование: баллистический маятник, шкала, пружинный пистолет, линейка.
ЗАДАНИЕ № 1
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; просмотров: 1134; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.232.179.37 (0.073 с.) |