Лабы (механика) / Лабы / МОЯ
.DOC
Нижегородский Государственный Технический Университет.
Лабораторная работа по физике №1-21.
Механический удар.
Выполнил: студент группы 02-ЭС-2
Костерин Николай
Проверил:
Цель работы: Ознакомиться с элементами теории механического удара
и экспериментально определить время удара t, среднюю силу удара F, коэффициент восстановления e .
Практическая ценность работы.
В работе изучается экспериментальный метод измерения временных
интервалов порядка 10 -5 с, а также методы обработки экспериментальных
данных.
Схема экспериментальной установки.
А- стальной шарик массы m,
подвешенный на проводящих
нитях длиной L.
В- неподвижное тело большой
массы, с которым соударяется
шарик.
Рис.№1.
Измерительные средства:
1). Частотомер ЧЗ-34.
2). Шкала отсчета углов.
Исходные данные:
Масса шарика -
Длина нити -
Ускорение свободного падения -
Приборные погрешности.
1). Для частотомера ЧЗ-34 : t=
2). Для шкалы отсчёта углов : a=
Основные формулы.
1). По теореме об изменении импульса материальной точки :
,после проектирования на ось Х получаем F=.
2). По теореме об изменении механической энергии системы шар-Земля» ;
из рис.№1 получаем ;
откуда
3). e= - коэффициент восстановления, причём 0< e<1.
Таблица №1.
a1,o |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
|||||
№ опыта |
t,мкс |
a2 |
t,мкс |
a2 |
t,мкс |
a2 |
t,мкс |
a2 |
t,мкс |
a2 |
1 |
58,35 |
16 |
54,72 |
22 |
51,34 |
26 |
50,73 |
36 |
48,94 |
40 |
2 |
60,21 |
16 |
56,28 |
22 |
50,36 |
28 |
40,65 |
33 |
45,78 |
36 |
3 |
59,24 |
17 |
55,67 |
21 |
53,19 |
30 |
49,51 |
33 |
48,47 |
42 |
4 |
60,11 |
16 |
55,81 |
22 |
52,85 |
30 |
47,60 |
31 |
43,89 |
39 |
5 |
61,10 |
16 |
56,50 |
23 |
51,90 |
30 |
50,94 |
32 |
44,28 |
39 |
6 |
59,90 |
15 |
54,40 |
22 |
52,52 |
30 |
51,36 |
37 |
45,34 |
41 |
7 |
61,44 |
17 |
53,33 |
23 |
52,11 |
25 |
49,00 |
31 |
45,45 |
39 |
8 |
59,93 |
16 |
54,12 |
23 |
52,68 |
30 |
51,36 |
37 |
46,56 |
37 |
9 |
69,68 |
16 |
55,10 |
24 |
49,62 |
28 |
50,30 |
37 |
48,16 |
41 |
10 |
60,77 |
17 |
53,00 |
22 |
52,81 |
29 |
50,52 |
36 |
45,21 |
34 |
Расчёты.
1). V1=.
2). <V2>=
______________ЗДЕСЬ_________________________
3). <F>=;
4). e=.
Расчет погрешностей исходных данных.
1).
2).
3).
Расчет погрешностей прямых измерений.
Количество повторений - 10 .
При Р=95% , коэффициенты Стьюдента: .
1). <t>=57,77 мкс.
Dt=
et==
t=<t>t=(57,770,68)мкс, Р=95%, et=1,18%.
2).
; et==
t=<t>t=(52,210,76)мкс, Р=95%, et=1,45%.
3).
; et==
t=<t>t=(49,40,59)мкс, Р=95%, et=1,19%.
4).
; et==
t=<t>t=(46,80,33)мкс, Р=95%, et=0,7%.
5).
; et==
t=<t>t=(44,50,33)мкс, Р=95%, et=0,73%.
1).
ea==
a2=<a2>a=(13,50,22)0; Р=95%, ea=1,63%.
2).
; ea=
a2=<a2>a=(19,40,47)0; Р=95%, ea=2,45%.
3).
; ea=
a2=<a2>a=(23,90,24)0; Р=95%, ea=1%.
4).
; ea=
a2=<a2>a=(29,850,45)0; Р=95%, ea=1,52%.
5).
; ea=
a2=<a2>a=(36,30,39)0; Р=95%, ea=1,07%.
Расчет погрешностей косвенных измерений.
1).
V1= V1± DV1=(0,86±0,0215)м/с; P=95%;e=0,025.
2).
V1= V1± DV1=(1,29±0,022)м/с; P=95%;e=0,017.
3).
V1= V1± DV1=(1,7±0,022)м/с; P=95%;e=0,013.
4).
V1= V1± DV1=(2,1±0,021)м/с; P=95%;e=0,01.
5).
V1= V1± DV1=(2,48±0,022)м/с; P=95%;e=0,009.
1).
V2=< V2 > ± DV2=(0,6±0,01)м/с; P=95%;e=0,017.
2).
V2=< V2 > ± DV2=(0,84±0,02)м/с; P=95%;e=0,024.
3).
V2=< V2 > ± DV2=(1,04±0,01)м/с; P=95%;e=0,011.
4).
V2=< V2 > ± DV2=(1,28±0,02)м/с; P=95%;e=0,015.
5).
V2=< V2 > ± DV2=(1,53±0,02)м/с; P=95%;e=0,011.
ee
1).
ee
e=e±De=0,7±0,021; P=95%; ee=0,03.
2).
ee
e=e±De=0,65±0,02; P=95%; ee=0,03.
3).
ee
e=e±De=0,61±0,01; P=95%; ee=0,02.
4).
ee
e=e±De=0,6±0,01; P=95%; ee=0,02.
5).
ee
e=e±De=0,62±0,006; P=95%; ee=0,01.
eF;
1).
F=<F>±DF=(478,74±14,4)H; P=95%, eF=0,03.
2).
F=<F>±DF=(772,7±22,4)H; P=95%, eF=0,029.
3).
F=<F>±DF=(1045,7±31,4)H; P=95%, eF=0,03.
4).
F=<F>±DF=(1372,2±39,8)H; P=95%, eF=0,029.
5).
F=<F>±DF=(1712,14±49,7)H; P=95%, eF=0,028.
Таблица №2.
a1,o |
<F>,H |
V1,м/с |
<t>,мкс |
e |
DF,H |
DV1,м/c |
Dt,мкс |
20 |
478,74 |
0,86 |
57,77 |
0,7 |
14,4 |
0,0215 |
0,68 |
30 |
772,7 |
1,29 |
52,2 |
0,65 |
22,4 |
0,022 |
0,76 |
40 |
1045,7 |
1,7 |
49,4 |
0,61 |
31,4 |
0,022 |
0,59 |
50 |
1372,2 |
2,1 |
46,8 |
0,6 |
39,8 |
0,021 |
0,33 |
60 |
1712,14 |
2,48 |
44,5 |
0,62 |
49,7 |
0,022 |
0,33 |