ЛР по физике 2

Решаем на заказ! ЛР по физике 2

Заказать работу
Узнать стоимость

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЙ / ПЛОХИЕ советы

 

 Работы ЛЮБОЙ сложности по ФИЗИКЕ, для заказа -- контакты в шапке сайта.

Лабораторная работа № 2

ИЗУЧЕНИЕ УПРУГОГО ЦЕНТРАЛЬНОГО УДАРА ШАРОВ

Цель работы: проверить закон сохранения импульса на примере упругого соударения двух шаров, подвешенных на нитях; определить среднюю силу удара. 

Оборудование: прибор для исследования столкновения шаров. 

Основные теоретические сведения

Удар - столкновение двух или более тел, при котором взаимодействие длится очень короткое время. Удар сопровождается деформациями (изменением формы и размеров) взаимодействующих тел, в результате которых возникают столь значительные внутренние силы, что роль всех постоянно действующих внешних сил можно считать ничтожной. Поэтому соударяющиеся тела можно рассматривать как замкнутую систему и применять к ней законы сохранения.

Удар называется центральным, если скорости тел до удара направлены вдоль прямой линии, проходящей через их центры масс. Для простоты будем рассматривать только центральные абсолютно упругие и абсолютно неупругие удары.

Абсолютно упругий удар – столкновение двух тел, в результате которого в обоих взаимодействующих телах не остаётся никаких деформаций, и вся кинетическая энергия, которой обладали тела до удара, после удара снова превращается в кинетическую энергию. 

К абсолютно упругому удару применимы 

- закон сохранения количества движения (импульса): 

, (кг∙м)/с

где pi = mi ∙vi – импульсы тел, входящих в систему; 

mi – массы тел, входящих в систему; 

vi – скорости тел, входящих в систему. 

- и закон сохранения энергии: 

где Eк,1 , Eк,2кинетические энергии системы до и после удара; 

Eп,1 , Eп,2потенциальные энергии системы до и после удара; 


Обоснование метода

Эксперимент заключается в определении импульсов (количества движения) шаров до и после столкновения и в сравнении полученных результатов. Для упрощения задачи будем рассматривать упругий центральный удар шаров одинаковой массы m1 = m2 = m (рис. 1б).

а) – Конечное состояние         б) – Начальное состояние

Рис. 1 –Состояние системы

Количество движения шаров до столкновения (при покоящемся ударяемом шаре 2) определяется по формуле: 

.

При упругом соударении двух шаров одинаковой массы они обмениваются скоростями, поэтому если до взаимодействия шар 2 покоился, то после соударения он приобретёт скорость шара 1, а сам шар 1 остановится. Импульс системы после столкновения (рис. 1а): 

.

Считая, что в течение времени соударения τ на шар действует некоторая постоянная средняя сила F, в соответствии со вторым законом Ньютона запишем: 

Откуда : 

.

где τ  – время соударения; 

α – угол отклонения ударяющего шара; 

Порядок выполнения работы

1. Перед началом измерений проверили готовность прибора к работе. При этом необходимо соблюдение следующих условий:

- шары чуть соприкасаются и находятся на одном уровне;

- указатели подвесов шаров показывают нули на шкалах; 

- электромагнит на высоте, где его ось - продолжение черты на шаре при его поднесении к электромагниту.

2. Составили таблицу для записи результатов измерений: 

α,º

α',º

τ, 10-6 с

p,кг∙м/c

p’,кг∙м/c

F, Н

ΔF

EF,%

γ,%

8.75

1

7

138

0.06420

0.05138

465.2189

6.218

1.34%

19.97%

9

2

7.5

167

0.06603

0.05504

395.3939

12.024

3.04%

16.64%

8.5

3

7

181

0.06237

0.05138

344.5819

14.395

4.18%

17.62%

8.75

4

7.5

197

0.06420

0.05504

325.8894

4.356

1.34%

14.26%

9

5

7

129

0.06603

0.05138

511.8665

15.566

3.04%

22.19%

8.80

Среднее

7.20

162.40

0.06457

0.05284

408.590

10.512

 

 

3. Включили установку в сеть.

4. Отжали кнопку «пуск» и нажали кнопку «сброс». Фиксируем ударяющий шар электромагнитом, значение угла α занесли в таблицу. 

5. Нажав кнопку «пуск» и отметили угол отклонения ударяемого шара. Занесли время соударения в таблицу. Измерения повторили пять раз.

6. Выключили установку.

Обработка результатов измерений

1. Рассчитали p , p’, F, приняв: 

m=0,19 кг, l=0,5 м, 

Δm=0,1∙10-3 кг, Δl=1∙10-3 м, Δτ=1∙10-6 с.: 

2. Для каждого опыта рассчитали относительную погрешность косвенного измерения силы удара по формуле: 

и, на её основе, абсолютную погрешность:  , Н

3. Рассчитываем точность выполнения закона сохранения импульса: 

, Н

4. Нашли средние значения расчётных величин: 

, кг∙м/c

, кг∙м/c

, Н

, Н

5. Результат запишем в виде: 

, Н.

6. Вывод о справедливости закона сохранения импульса: 

В чисто демонстрационных целях можно считать, что закон сохранения импульса выполняется при центральном ударе двух металлических шаров друг о друга. 

Однако, расчёты показывают, что потери энергии на деформацию соударяющихся стальных тел достаточно высоки, что бы их можно было игнорировать. 




Содержание:


Заказать диплом


Правда про биржи студ. работ!


Помощь глазами студента New!


Что такое онлайн помощь?

Онлайн помощь по математике

Решение задач по математике
Советы тем кто собирается заказывать
В каких случаях студенты заказывают решение?
Польза или вред
Онлайн помощь на экзаменах
Решение теормеха
РГР по теормеху
Решение сопромата
Расчет по сопромату
Онлайн помощь бухучет
Решение статистики на заказ
Решение задач по экономике
Решение задач по эконометрике на заказ
Тесты по экономике
Заказать решение теормеха
Помощь онлайн сопромат
Решение физики
Пройти тест по бухучету
Нюансы онлайн помощи
Карта сайта

РЕШИТЬ-МАТЕМАТИКУ.РФ

Помощь на экзаменах по математике, срочное решение задач! КРУГЛОСУТОЧНАЯ консультация.