Лабы (механика) / Лабы / Димка / LABA1_21
.RTFНижегородский Государственный Технический Университет.
Лабораторная работа по физике №1-21.
Механический удар.
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 |
58,43 |
13,5 |
51,06 |
19,5 |
49,72 |
24 |
48,86 |
29 |
44,12 |
36 |
||||
2 |
57,66 |
13 |
52,72 |
20 |
50,08 |
24,5 |
46,61 |
30,5 |
44,95 |
36 |
||||
3 |
56,33 |
13,5 |
53,39 |
19,5 |
49,75 |
23,5 |
46,39 |
29,5 |
44,65 |
36,5 |
||||
4 |
57,41 |
14 |
52,8 |
19 |
50,6 |
24 |
46,92 |
30 |
43,71 |
37 |
||||
5 |
58,78 |
13,5 |
53,67 |
19 |
48,61 |
23,5 |
46,67 |
28,5 |
44,39 |
36,5 |
||||
6 |
57,19 |
13,5 |
52,53 |
18,5 |
49,62 |
23,5 |
47,5 |
30 |
44,98 |
35,5 |
||||
7 |
56,78 |
14 |
51,86 |
18,5 |
47,11 |
24 |
46,28 |
30,5 |
44,48 |
36,5 |
||||
8 |
58,21 |
13,5 |
52,51 |
20,5 |
49,73 |
24 |
47,46 |
30 |
44,21 |
37 |
||||
9 |
59,72 |
13,5 |
51,11 |
19,5 |
50,47 |
24 |
46,23 |
29,5 |
45,15 |
35,5 |
||||
10 |
58,22 |
13,5 |
50,46 |
20 |
48,85 |
24 |
46,66 |
30,5 |
44,36 |
36,5 |
Расчёты.
1). V1=.
2). <V2>=
3). <F>=;
4). e=.
Расчет погрешностей исходных данных.
1).
2).
3).
Расчет погрешностей прямых измерений.
Количество повторений - 10 .
При Р=95% , коэффициенты Стьюдента: .
1). <>=57,77 мкс.
=
t==
t=<t>t=(57,770,68)ìêñ, Ð=95%, t=1,18%.
2).
; t==
t=<t>t=(52,210,76)мкс, Р=95%, t=1,45%.
3).
; t==
t=<t>t=(49,40,59)мкс, Р=95%, t=1,19%.
4).
; t==
t=<t>t=(46,80,33)мкс, Р=95%, t=0,7%.
5).
; t==
t=<t>t=(44,50,33)мкс, Р=95%, t=0,73%.
1).
a==
a2=<a2>a=(13,50,22)0; Р=95%, a=1,63%.
2).
; a=
a2=<a2>a=(19,40,47)0; Р=95%, a=2,45%.
3).
; a=
a2=<a2>a=(23,90,24)0; Р=95%, a=1%.
4).
; a=
a2=<a2>a=(29,850,45)0; Р=95%, a=1,52%.
5).
; a=
a2=<a2>a=(36,30,39)0; Р=95%, a=1,07%.
Расчет погрешностей косвенных измерений.
1).
V1=V1DV1=(0,860,0215)м/с; P=95%;=0,025.
2).
V1=V1DV1=(1,290,022)м/с; P=95%;=0,017.
3).
V1=V1DV1=(1,70,022)м/с; P=95%;=0,013.
4).
V1=V1DV1=(2,10,021)м/с; P=95%;=0,01.
5).
V1=V1DV1=(2,480,022)м/с; P=95%;=0,009.
1).
V2=<V2 > DV2=(0,60,01)м/с; P=95%;=0,017.
2).
V2=<V2 > DV2=(0,840,02)м/с; P=95%;=0,024.
3).
V2=<V2 > DV2=(1,040,01)м/с; P=95%;=0,011.
4).
V2=<V2 > DV2=(1,280,02)м/с; P=95%;=0,015.
5).
V2=<V2 > DV2=(1,530,02)м/с; P=95%;=0,011.
ee
1).
ee
e=e=0,70,021; P=95%; ee=0,03.
2).
ee
e=e=0,650,02; P=95%; ee=0,03.
3).
ee
e=e=0,610,01; P=95%; ee=0,02.
4).
ee
e=e=0,60,01; P=95%; ee=0,02.
5).
ee
e=e=0,620,006; P=95%; ee=0,01.
eF;
1).
F=<F>F=(478,7414,4) H; P=95%, eF=0,03.
2).
F=<F>F=(772,722,4) H; P=95%, eF=0,029.
3).
F=<F>F=(1045,731,4) H; P=95%, eF=0,03.
4).
F=<F>F=(1372,239,8) H; P=95%, eF=0,029.
5).
F=<F>F=(1712,1449,7) H; P=95%, eF=0,028.
Таблица №2.
a1,o |
<F>,H |
V1,м/с |
<t>,мкс |
e |
DF,H |
DV1,м/с |
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 |
Вывод: Ознакомились с элементами теории механического удара и экспериментально определили время удара t, среднюю силу удара F, коэффициент восстановления e .