Контрольні запитання

1.Що таке густина?

2.Що таке сила Архімеда?

3.Як виражається сила Архімеда через об'єм?

4.Охарактеризуйте основні лабораторні методи вимірювання гус­тини.

Допуск до виконання роботи отримано ________________________________

(Дата та підпис викладача)

Роботу захищено ________________________________

(Дата та підпис викладача)

Лабораторна робота визначення швидкості польоту кулі за допомогою балістичного маятника

Мета роботи: 1) Вивчити програмний матеріал по темі “Закони збереження енергії в консервативних та неконсервативних системах”. 2) Засвоїти питання: роль законів збереження у фізичних дослідженнях, приклади застосування законів збереження (енергії та імпульсу); пружні та непружні удари. 3) Експериментально визначити швидкість польоту кулі за допомогою балістичного маятника.

Прилади і матеріали: пневматична рушниця, лабораторні терези, секундомір. балістичний маятник.

Теоретичні відомості.

Записавши другий закон Ньоютона у вигляді , або робимо слідуючий висновок, якщо F = 0, то імпульс = const. Це аналітичний запис фундаментального закону збереження імпульсу. Самостійно розглянути поняття: механічна система, внутрішні та зовнішні сили, консервативні та неконсервативні системи.

Користуючись другим законом Ньютона, ми можемо також встановити, що повна енергія консервативної системи залишається при любих процесах незмінною:

П+Т=const,

де П – потенціальна енергія, а Т – кінетична . Це і є фундаментальний закон збереження для консервативних систем. Кінетична енергія Т завжди додатна, не може бути від’ємною. Останнє означає, що в консервативних системах рух не може виникнути тільки за рахунок потенціальної енергії.

На відміну від консервативних систем є системи, механічна енергія (повна) яких зменшується. Такі системи називаються дисипативними, в них механічна енергія переходить в інші види енергії, механічний рух переходить у інші форми руху. Ми знаємо, що зміна форм руху, що розглядається з кількісної сторони – це робота. Логічно в цьому випадку дати слідуюче формулювання закону збереження енергії:

зміна енергії дисипативної системи буде рівною роботі зовнішніх сил:

     . (1)

Ще раз підкреслимо, що згадані закони збереження носять фундаментальний характер і відіграють виключну роль у фізичних дослідженнях. В даній роботі використано закон збереження імпульсу для визначення швидкості полоту кулі.

Куля масою m₀ ударяє в балістичний маятник, передає йому імпульс (удар непружний) і разом з маятником буде рухатись зі швидкістю₁. Закон збереження імпульсу буде мати вигляд:

m₀ ₀= (m₀+m₁)₁ ,

де m₁ – маса балістичного маятника, m₀ - маса кулі.

Одже швидкість кулі будe рівна:

(2)

Миттєва швидкість  буде рівна першій похідній по х:

 = x₀  cos  t. (3)

В момент часу t = 0, ₁ = x₀:

, (4)

де Т – період коливання маятника.

Це і є робоча формула для визначення швидкості польоту кулі.