- •Кафедра общей и технической физики Отчёт по лабораторной работе № 2 По дисциплине: Физика
- •Проверил: доцент _____________ /Космотынская ю.В./
- •3.Схема экспериментальной установки и оборудование:
- •4.Основные расчетные формулы:
- •Изучение неупругого столкновения
- •График зависимости Qт,Qэ от m2/m1:
- •Примеры расчетов
- •Расчет погрешностей косвенных измерений:
3.Схема экспериментальной установки и оборудование:
1.Рельс.
2.Тележки.
3.Плоские пластины, длиной 10 см.
4.Штекеры с резинкой и пластинкой для изучения упругого удара или с иглой и пробкой для изучения неупругого удара.
5.Стартовая система.
6.Световые барьеры.
7.Измерительный прибор.
4.Основные расчетные формулы:
Импульс тела: Р = m∙v, где
m – масса тела,[ m]= кг;
v – скорость тела, [v ]=м/с
Формула кинетической энергии первого тела до взаимодействия: W10 = m1∙v102/2, где
m1 - масса тела1,[ m1 ]=кг;
v10 – скорость до взаимодействия,[ v10 ]= м/с
Формула кинетической энергии системы при абсолютно неупругом ударе: W = (m1+m2)∙v2/2, где
m2 – масса тела2, [m2 ]= кг;
v – скорость тел после взаимодействия,[ v ]=м/с
Экспериментальное значение количества тепла, выделившееся при абсолютно неупругом ударе: Qэксп = W10 – W, где
Qэксп – экспериментальное количество тепла,[ Qэксп ]=Дж
Зависимость количества тепла Qт от отношения масс (m2/ m1), если ударяемое тело2 неподвижно: Qт = W10 ∙[(m2/ m1) / 1+(m2/ m1)], где
Qт - теоретическое количество тепла ,[ Qт ] = Дж
Формулы погрешностей косвенных измерений:
Абсолютная погрешность косвенных измерений:
1.Погрешность скорости:
ΔV10=V
ΔV1=V
2.Погрешность косвенных измерений импульса:
ΔP=P
3.Погрешность косвенных измерений кинетической энергии:
ΔW=W
4.Погрешность косвенных измерений экспериментального значения количества теплоты:
Погрешности прямых измерений:
∆m =10-3кг;
∆t =10-3с;
∆l = 5∙10-4м
Постоянные
данные:
=0.1
м
Таблицы результатов измерений:
Изучение упругого столкновения.
Таблица 1
№ опыта |
t10, (c) |
v10, (м/с) |
t1, (с) |
v1, (м/с) |
1 |
0,165 |
0,606 |
0,178 |
0,562 |
2 |
0,168 |
0,595 |
0,180 |
0,556 |
3 |
0,168 |
0,595 |
0,178 |
0,562 |
4 |
0,166 |
0,602 |
0,179 |
0,559 |
5 |
0,164 |
0,610 |
0,176 |
0,568 |
Согласно теории при m2>>m1 и когда второе тело неподвижно (v20=0) практически v1=-v10, т.е. тело отскакивает назад без потери скорости.
Таблица 2. Результаты измерений времени пересечения светового барьера при упругом столкновении.
№ опыта |
m1, (кг) |
m2, (кг) |
l, (м) |
t10, (с) |
t1, (с) |
t2, (с) |
v10, (м/с) |
v1, (м/с) |
v2, (м/с) |
1 |
0,4 |
0,4 |
0,1 |
0,153 |
0 |
0,168 |
0,654 |
0 |
0,595 |
2 |
0,4 |
0,65 |
0,1 |
0,157 |
1,414 |
0,223 |
0,637 |
0,071 |
0,448 |
3 |
0,4 |
0,7 |
0,1 |
0,155 |
0,899 |
0,232 |
0,645 |
0,111 |
0,431 |
4 |
0,4 |
0,75 |
0,1 |
0,157 |
0,725 |
0,246 |
0,637 |
0,138 |
0,407 |
5 |
0,4 |
0,8 |
0,1 |
0,154 |
0,618 |
0,250 |
0,649 |
0,162 |
0,400 |
Таблица 3. Результаты измерений масс, импульса и кинетических энергий.
№ опыта |
м1, (кг) |
m2, (кг) |
p10, (кг∙м/с) |
p1, (кг∙м/с) |
p2, (кг∙м/с) |
p2- p1, (кг∙м/с) |
W10, (Дж) |
W1, (Дж) |
W2, (Дж) |
W2-W1, (Дж) |
1 |
0,4 |
0,4 |
0,262 |
0 |
0,238 |
0,238 |
0,0855 |
0,0000 |
0,0708 |
0,0708 |
2 |
0,4 |
0,65 |
0,255 |
0,0284 |
0,291 |
0,263 |
0,0812 |
0,0010 |
0,0652 |
0,0642 |
3 |
0,4 |
0,7 |
0,258 |
0,0444 |
0,302 |
0,257 |
0,0832 |
0,0025 |
0,0650 |
0,0626 |
4 |
0,4 |
0,75 |
0,255 |
0,0552 |
0,305 |
0,250 |
0,0812 |
0,0038 |
0,0621 |
0,0583 |
5 |
0,4 |
0,8 |
0,260 |
0,0648 |
0,320 |
0,255 |
0,0842 |
0,0052 |
0,0640 |
0,0588 |
На основе вычисленных значений можно сделать ввод, что в процессе работы выполняются законы сохранения импульса и энергии.
