Нижегородский Государственный Технический Университет.

Лабораторная работа по физике №1-21.

Механический удар.

Выполнил: студент группы 96-В-2

Стешин Александр

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	58,43	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: .

<t>=61,07 мкс.

Dt=

e_t==

t=<t>t=(58,352,06)мкс, Р=95%, e_t=3,53%.

e_a==

a₂=<a₂>a=(13,50,4)⁰; Р=95%, e_a=2,5%.

Расчет погрешностей косвенных измерений.

1).

V₁= V₁± DV₁=(0,86±0,002)м/с; P=95%;e=0,025.

1).

V₂=< V₂ > ± DV₂=(0,6±0,002)м/с; P=95%;e=0,004.

e_e

1).

e_e

e_F;

1).

F=<F>±DF=(478,74±14,4)H; P=95%, e_F=0,03.

Таблица ¹2.

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