Визначення зіткнення куль
Автор: Reigy4 • Ноябрь 28, 2021 • Лабораторная работа • 1,243 Слов (5 Страниц) • 232 Просмотры
Міністерство освіти і науки України
Державний університет «Житомирська політехніка»
Кафедра фізики та вищої математики
Група АТ-31
ФКІТМР
Лабараторна робота №6
ВИВЧЕННЯ ЗІТКНЕННЯ КУЛЬ
Виконав Захаренко.Б.О
Лабораторна робота № 6
ВИВЧЕННЯ ЗІТКНЕННЯ КУЛЬ
Мета роботи - експериментально перевірити закон збереження механічної енергії та закон збереження імпульсу.
Прилади і матеріали: вимірювальна установка, набір куль, технічні ваги, прес-форма.
Теоретичні відомості
Мірою механічної взаємодії тіл при ударі, крім ударної сили F ⃗ може бути зміна її імпульсу за час удару:
(6.1)[pic 1]
де - середня сила удару; t- тривалість удару.[pic 2]
Позначивши зміну імпульсу тіла за час удару, дістанемо з другого закону динаміки:[pic 3]
(6.2)[pic 4]
Розсіяння механічної енергії при ударі характеризується коефіцієнтом відновлення енергії ε, що визначається як відношення сумарної кінетичної енергії тіл після удару до сумарної кінетичної енергії тіл до удару;[pic 5][pic 6]
(6.3)[pic 7]
Значення коефіцієнта відновлення залежить від фізичних властивостей матеріалів, форми і маси тіл, що співударяються. Для абсолютно пружного удару ε=1. У цьому разі кінетична енергія тіл до удару дорівнює кінетичній енергії тіл після удару: . Якщо після удару утворюється єдине тіло, то удар називають абсолютно непружним, для нього ε<1.[pic 8]
У даній роботі розглядається зіткнення куль, підвішених у вигляді маятників, причому одна куля до удару знаходиться в спокої удар - центральний і прямий.[pic 9]
Застосовуючи до тіл, що зіткнулися, закон збереження Імпульсу, можна записати:
для пружного удару
(6.4)[pic 10]
для непружного удару
(6.5)[pic 11]
де , - маси куль, що зіткнулися; - швидкість першої кулі до удару; , - швидкість відповідно першої і другої куль після пружного удару; - спільна швидкість куль після недружного удару.[pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17]
Швидкість кулі до і після зіткнення можна визначити, знаючи висоту, з якої тіло починає рух до удару, і висоту його підйому після удару. Без урахування втрат енергії на подолання сил опору на основі закону збереження енергії маємо:
[pic 18]
де - висота падіння першої кулі , - висота підняття відповідно першої і другої кулі після зіткнення.[pic 19][pic 20][pic 21]
Оскільки на установці безпосередньо вимірюють кути, на які відскакують кулі після удару, i кут відхилення першої кулі, швидкості куль будемо визначати із співвідношень:
, (6.6)[pic 22]
де - відстань від точки підвісу до центра куль; - кут відхилення; , - кути відскоку відповідно першої і другої кулі. [pic 23][pic 24][pic 25][pic 26]
Хід роботи
Завдання 1: Визначаємо коефіцієнт відновлення енергії для пружного і непружного ударів.
№ п/п | ,[pic 27] г | ,[pic 28] г | , [pic 29] град | , град[pic 30] | , град[pic 31] | , м/с[pic 32] | , м/с[pic 33] | , м/с[pic 34] | ε | ∆ε |
1 | 50,6 | 114 | 12 | 6 | 3 | 0,36 | 0,17 | 0,69 | 0,82 | 0,1 |
2 | [pic 35] | [pic 36] | 0,34 | 0,19 | 0,80 | |||||
3 | [pic 37] | 3,30 | 0,38 | 0,21 | 0,87 | |||||
4 | 6 | [pic 38] | 0,35 | 0,21 | 0,85 | |||||
5 | [pic 39] | [pic 40] | 0,35 | 0,21 | 0,84 |
Таблиця 1 – Результати дослідів для пружного удару.
№ п/п | ,[pic 41] г | ,[pic 42] г | , [pic 43] град | аср , град | u,м/c | v,м/c | ε | ∆ε |
1 | 50,6 | 69,5 | 12 | 3 | 0,17 | 0,69 | 0,45 | 0,100 |
2 | 50,6 | 69,5 | 12 | 310 | 0,21 | 0,69 | 0,39 | 0,081 |
3 | 50,6 | 69,5 | 12 | 330 | 0,21 | 0,69 | 0,41 | 0,091 |
4 | 50,6 | 69,5 | 12 | 340 | 0,21 | 0,69 | 0,41 | 0,091 |
5 | 50,6 | 69,5 | 12 | 330 | 0,21 | 0,69 | 0,41 | 0,091 |
Таблиця 2 – Результати дослідів для не пружного удару
...