3. Контрольні запитання.

1. Що називається імпульсом системи тіл?

2. У чому полягає закон збереження імпульсу?

3. Що являє собою енергія механічної системи?

4. У чому полягає закон збереження енергії?

5. Який удар називається центральним, прямим, непружним?

6. Від чого залежить величина енергії, що переходить при непружному ударі в немеханічні форми?

7. У чому полягає метод визначення швидкості куль у даній лабораторній роботі?

8. Чому при даному методі вимірювань не можна відводити кулі на кут ?

4. Домашнє завдання.

Для виконання роботи треба вивчити такі питання курсу фізики: імпульс тіла, замкнута система тіл, закон збереження імпульсу, повна енергія механічної системи, закон збереження енергії, прямий центральний непружний удар.

5. Лабораторне завдання.

Д ві непружні кулі однакової маси підвішені на подвійних нитках (біфілярний підвіс) до горизонтальних стержнів, закріплених у стіні (рис. 1), Такий спосіб підвісу застосовується для того, щоб рух кульок відбувався в одній площині. На стіні закріплена горизонтальна шкала, з міліметровими поділками, вздовж якої здійснюється відлік відхилення куль.

Метод вимірювання полягає в тому, що по довжині підвісу кульки l і куту відхилення нитки підвісу від вертикалі можна визначити її швидкість υ до удару, та після удару u .

Якщо кульку відвести в бік, то її центр ваги підніметься на висоту h, а сама кулька одержить додаткову потенціальну енергію , де g – прискорення вільного падіння. При поверненні кульки в положення рівноваги (до моменту удару) ця енергія перейде в кінетичну .

За законом збереження енергії

(10)

звідки

(11)

З рисунка 1 видно, що

(12)

звідки випливає, що

(13)

При малих кутах відхилення

і

Тому

(14)

Але , а з ∆ОСВ видно, що , оскільки катет ОС≈l-h, а гіпотенуза ОВ≈l. Значить , і отже:

(15)

Після підстановки виразу (15) і формулу (11) отримаємо:

(15)

Аналогічно за горизонтальним зміщенням х, яке вимірюється вздовж шкали і за довжиною підвісу l визначається швидкість кулі після удару. Для визначення довжини підвісу рулеткою вимірюється відстань від точки підвісу до поверхні кулі, штангенциркулем діаметр кулі, та складається відстань від точки підвісу до поверхні кулі та її радіус.

При такому методі вимірювання імпульс кульки обчислюватиметься за формулою:

, (16)

а кінетична енергія за формулою:

(17)

6. Порядок виконання роботи:

1. Перевірити, щоб до удару кульки торкались і щоб їхні центри мас були на одному рівні.

2. Визначити довжину підвісу куль.

3. Відхилити одну з куль на кут , виміряти величину горизонтального зміщення кулі х₁ та відпустити кулю для удару.

4. Після відхилення нитки підвісу другої кулі визначити горизонтальне зміщення кіль після удару х₂.

5. Дослід виконати тричі при одному й тому ж значенні х₁ та знайти середнє арифметичне значення х₂.

6. Результати вимірювань занести в таблицю:

№

, кг

, кг

, м

, м

, м

, м

, м

, м

, м

, кгм/с

, кгм/с

, Дж

, Дж

1 2 3

7. Обчислити:

- середні квадратичні похибки прямих вимірювань за методом Стьюдента;

- відносні похибки непрямих вимірювань імпульсу до удару та після удару за формулою:

,

- за формулою (16) імпульси куль до удару та після удару ;

- абсолютні похибки імпульсів до удару і після удару за формулою: ;

- відносні похибки непрямих вимірювань кінетичної енергії до удару та після удару за формулою:

,

- за формулою (17) кінетичні енергії куль до удару , і після удару ;

- абсолютні похибки кінетичних енергій куль до удару та після удару за формулою: ;

- величину енергії W, що перейшла при ударі в немеханічні форми;

8. Результати обчислень записати у вигляді:

… при =…% … при =…%

… при =…% … при =…%

10. У висновку до роботи порівняти величини і , і .