12

Министерство образования и науки, молодёжи и спорта Украины

ОДЕССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра физики и химии

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

№ 1.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ПОЛЕТА ПУЛИ

№ 1.7. УДАР ДВУХ ШАРОВ

(Указания к лабораторным работам)

Составили: доц. Горюк А. А.,

проф. Михайленко В.И.

Утверждено на заседании кафедры, протокол № 2 от 29 сентября 2011 г.

Одесса – 2011

1.Теоретическая часть

Замкнутой (или изолированной) называется система тел, на которую не действуют внешние силы. В закрытой системе существуют лишь внутренние силы, т.е. силы взаимодействия между телами, которые входят в состав этой системы.

Закон сохранения импульса: импульс замкнутой системы материальных точек с течением времени не изменяется как по величине, так и по направлению:

Все силы в природе можно отнести к двух классам: 1) потенциальные (или консервативные) и 2) непотенциальные.

К потенциальным относятся силы, работа которых не зависит от формы пути, а зависят лишь от выбора начальной и конечной точки. Работу таких сил можно выразить через разность потенциальных энергий в исходной и конечной точках:

Работа потенциальных сил по замкнутому контуру равняется нулю, поскольку начальная и конечная точки совпадают и поэтому . К таким силам относятся, например, гравитационные силы, электростатические силы, силы порверхневого натяжения и т.п..

Непотенциальными называются силы, работа которых зависит от формы пути (например, силы трения).

Консервативной называется система тел, между которыми действуют лишь потенциальные силы.

Полной механической энергией называется сумма кинетической и портенциальной энергии .

Закон сохранения механической энергии: механическая энергия замкнутой консервативной системы с течением времени остается величина постоянной:

Ударом называется явление конечного изменения скоростей твердых тел за очень малые промежутки времени при их непосредственном контакте.

Существует два предельных вида удара: абсолютно упругий и абсолютно неупругий. В реальных условиях имеет место не совсем упругий удар, который занимает промежуточное место между этими предельными видами.

Абсолютно упругим называется такой удар, при котором механическая энергия тел не переходит в другие, немеханические виды энергии. При таком ударе кинетическая энергия сначала переходит (целиком, или частично) в потенциальную энергию упругой деформации. Затем тела, отталкиваясь друг от друга, возвращаются к первоначальной форме. В итоге потенциальная энергия упругой деформации снова переходит в кинетическую энергию и тела разлетаются со скоростями, величина и направление которых определяются законами сохранения импульса и механической энергии :

,	(1)
,	(2)

где и – массы тел, и – скорости тел до удара, а и – скорости тел после удара.

Абсолютно неупругий удар характеризуется тем, что потенциальная энергия деформации не возникает; кинетическая энергия тел целиком или частично превращается во внутреннюю энергию. После удара тела, которые столкнулись, слипаются и движутся с одинаковой скоростью, или находятся в состоянии покоя. При абсолютно неупругом ударе выполняется лишь закон сохранения импульса, закон же сохранения механической энергии не выполняется - имеет место закон сохранения суммарной энергии разных видов (механической и внутренней):

,	(3)
,	(4)

где - скорость тел после удара, – потери кинетической энергии.

Не совсем упругим называется такой удар, при котором кинетическая энергия тел частично переходит в энергию упругой деформации, а частично – в другие немеханические виды энергии. При таком ударе выполняется лишь закон сохранения импульса. После удара тела разлетаются, но при этом их суммарная кинетическая энергия меньше кинетической энергии тел до удара:

	(5)
.	(6)

2. Лабораторная работа № 1.6

Определение  скорости  полета  пули

2.1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Выучите раздел 1.

2.2. ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

Маятник, пуля, пружинный пистолет, транспортир, секундомер, весы.

Рис. 1.

2.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Схема экспериментальной установки показана на рис.1. Установка содержит в себе пружинный пистолет П и маятник, который представляет собой тонкий стержень длиной l, который может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси О, и чашечки Ч, укрепленной на конце стержня. С помощью пружинного пистолета П делают выстрел. Пуля попадает в чашечку Ч і застревает в ней. После удара маятник отклоняется на некоторый угол , который можно измерить с помощью транспортира Тр.