Порядок выполнения работы и обработка результатов

 

I Исследование упругого столкновения.

Измерения в случае, когда масса второй тележки много больше, чем масса первой тележки

(m₂>> m₁ где m₁ – масса левой тележки)

1. Во внутренние торцы тележек вставьте штекеры с резинкой и пластинкой. Во внешний торец правой тележки вставьте штекер с иглой. В правый край рельса вставьте штекер с иглой и наденьте на иглу пробку. Соедините правую тележку с пробкой. Тем самым правая тележка будет соединена с рельсом, и массу m₂ можно считать бесконечно большой.

2. Установите правый световой барьер на расстоянии ~ 20 см от правой тележки, (~100 см по шкале).

3. Взведите спусковое устройство и подведите к нему вплотную левую тележку (без грузов).

4. Включите таймер, повернув переключатель режимов работы так, чтобы работали все четыре дисплея.

5. Спустите защелку пускового устройства.

Левая тележка начнет двигаться со скоростью u₁₀, доедет до правой тележки, упруго столкнется с ней и поедет назад.

6. Время пересечения светового барьера при движении вправо (в прямом направлении) покажет третий дисплей таймера (считая слева). Это время t₁₀ соответствует скорости u₁₀.

Время пересечения при обратном движении покажет четвертый дисплей. Это время t₁, соответствует скорости u₁ после столкновения.

7. Повторите пункты 3-7 пять раз, перед каждым измерением обнулите показания таймера.

8. Запишите значения t₁₀ и t₁ в табл. 1. По этим значениям вычислите u₁₀ и u₁ по формулам . Здесь = 0,1м – длина пластинок, вставленных в тележки.

Таблица 2.1

Величина	t10	u10	t1	u1
Единицы измерений   Номер опыта	с	м/с	с	м/с

 

9. Сравните u₁₀ и u₁ между собой и с теоретическими выводами.

Согласно теории при m₂>> m₁ и когда второе тело (m₂) неподвижно (u₂₀ = 0) должно быть т.е. тело отскакивает назад без потери скорости.

Измерения при различных значениях массы тележки.

Проведите измерения, меняя массу правой тележки (m₂) в следующем порядке:

1. Отсоедините правую тележку (m₂) от рельса.

2. Установите левый световой барьер на расстоянии ~ 25 см (по линейке на рельсе), а правый световой барьер на расстоянии ~ 70 см.

3. Взведите пусковое устройство и подвиньте к нему вплотную тележку(m₁) без грузов.

4. Правую тележку (m₂) установите между световыми барьерами, так чтобы пластинка на правой тележке немного не доходила до правого светового барьера.

5. Спустите защелку пускового устройства.

Левая тележка начнет двигаться, столкнется с правой тележкой. После столкновения левая тележка остановится (u₁ = 0), а правая начнет двигаться со скоростью u₂.

6. Придержите тележку после того как она пройдёт через световой барьер,чтобы не произошло удара о торец рельса.

7. Измерьте время (t₁₀) по первому дисплею, оно соответствует скорости левой тележки до удара (u₁₀). Измерьте время (t₂) по третьему дисплею, оно соответствует скорости правой тележки после столкновения (u₂) (по теории при m₂ = m₁ и u₁ = 0, ).

При дополнительных грузах на правой тележке (Dm ³250г) левая тележка будет двигаться обратно и пройдет через световой барьер в обратном направлении. Измерьте время этого прохождения t₁ по второму дисплею. Это время соответствует движению со скоростью левой тележки после удара (u₁) (табл. 2.2).

8. Повторите измерения 5 раз.

9. Повторите п. 2-7 для разных масс m₂, устанавливая на правую тележку дополнительные грузы (Dm = 250г, 300г,…400г).

10. Полученные результаты измерений занесите в табл.2.2.

Таблица 2.2.

Величина	m1	m2		t10	t1	t2	u10	u1	u2
Единицы измерений   Номер опыта	кг	кг	м	с	с	с	м/с	м/с	м/с
	0,4	0,40	0,1
. .		… …
n	0,4	0,80

 

Замечание: в таблице приведены ориентировочные значения масс. Точное значение масс определяется взвешиванием тележки.

11. По измеренным данным вычислите импульсы Р₁₀, Р₁, Р₂ и кинетические энергии тележек (W₁₀, W₁, W₂). Результаты занесите в таблицу 2.3.

 

Таблица 2.3.

Величина	M1	m2	Р10	Р1	Р2	Р2-Р1	W10	W1	W2	W2+W1
Единицы измерений   Номер опыта
		… … …

 

12. На основе вычисленных значений импульсов и энергий сделайте вывод о выполнении законов сохранения импульса и энергии.