Порядок выполнения
Тумблеры измерительной системы:
1. «+/~/-» в положении «+» или «-»;
2. «0.1 мс/мс/0.01 с» в положении «0.1мс»;
3. «цикл/однокр» в положение «однокр».
Упражнение 1.
Определение доли переданной механической энергии при ударе одинаковых шаров.
1. Вставить в держатели алюминиевые шары.
2.
Отклонить
правый шар на угол
,
зацепить
подвес за спусковое устройство.
3. Повернуть головку спускового устройства, освободить шар. Измерить угол отклонения левого шара после удара. Результат занести в таблицу II.
4. Повторить п.п. (1-3) 4 раза. Это первая серия измерений.
5. Заменить алюминиевые шары латунными и повторить п.2 – п.4. Это вторая серия измерений.
6. Заменить латунные шары стальными и повторить п.2 – п.4. Это третья серия измерений.
7.
Вычислить
средний
угол отклонения левого шара
для каждой серии измерений.
8. Вычислить абсолютную ошибку измерений угла отклонения для каждой из трех серий измерений:
9.
Вычислить
энергию до удара
по формуле (1) и энергию после удара
по формуле (2) для алюминиевых, латунных
и стальных шаров. Массы шаров:
101,1
г,
306,8
г,
285,7
г. Расстояние от центра шара до оси
подвеса
300 мм.
10. Вычислить долю переданной механической энергии по
формуле (4).
11. Вычислить ошибку измерения доли переданной энергии по формуле (5). Угол подставлять в радианах.
12. Записать результаты вычислений п.7 – п.11 в таблицу I.
Таблица I.
Углы отклонения и энергии шаров
|
|
|
|
|
|
|
|
|
град |
град |
град |
град/рад |
мДж |
мДж |
|
|
|
Алюминий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
||||||||
|
||||||||
|
||||||||
Латунь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
||||||||
|
||||||||
|
||||||||
Сталь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
||||||||
|
||||||||
|
Упражнение 2.
Определение
времени
и силы
соударения шаров.
1. Вставить в держатели стальные шары.
2. Отклонить правый шар на угол 100, зацепить подвес за спусковое устройство.
3. Нажать кнопку «готов».
4. Повернуть головку спускового устройства, освободить шар.
5. Измерить угол отклонения левого шара после удара. Записать результат в таблицу II.
6. Записать показание таймера измерительной системы в таблицу II. Следует учесть, что при разрешении таймера 0,1 миллисекунды значащие цифры показаний таймера дают время соударения в микросекундах. Например, показания 12,5 означают 125 мкс.
7. Повторить п.п. (1-6) 4 раза. Это первая серия измерений.
8. Повторить п.2 – п.7, отклоняя правый шар на углы 200 и 300. Это вторая и третья серии измерений.
Вычислить для каждой серии измерений:
9. средний угол отклонения левого шара .
10.
среднее время соударения
.
11. энергию левого шара после удара по формуле (2). Масса шара 285,7 г, расстояние 300 мм.
12. скорость левого шара после удара по формуле (3).
13. силу удара по формуле (6).
14. абсолютную ошибку измерений угла отклонения :
.
15. абсолютную ошибку измерений времени удара :
.
16. относительную ошибку измерений силы удара по формуле (7).
17. абсолютную ошибку измерений силы удара по формуле (8). Записать вычисленные величины (п.9 – п.16) в таблицу II.
18.
Построить
на миллиметровке график зависимости
изменения энергии шара 2 от силы удара
.
По графику и формуле (9) оценить деформацию
шара при ударе.
Таблица II
Угол отклонения и время соударения шаров
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
град |
град |
мс |
град |
мс |
град/ рад |
мс |
мДж |
м/с |
кН |
|
Н |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
||||||||||
|
|
||||||||||
|
|
||||||||||
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
||||||||||
|
|
||||||||||
|
|
||||||||||
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
||||||||||
|
|
||||||||||
|
|
