Измерения и обработка результатов

1. Составить таблицу для записи результатов измерений и вычислений. Определить взвешиванием массу пули.

2. Привести установку в рабочее состояние, для чего: зарядить баллистический пистолет и установить маятник и пистолет так, чтобы ось пистолета совпадала с горизонтальной осью баллистического маятника (рис. 5.1).

3. Произвести выстрел (пуля должна влететь в коробку маятника вдоль её оси) и определить смещение коробки по шкале 4 (рис. 5.1). Удар должен быть неупругим. Повторить опыт 5–6 раз, найти S_ср.

4. Вычислить скорость пули по формуле (5.7).

5. Оценить абсолютную (Δυ) и относительную (ε_υ) погрешности измерений, используя формулы:

, .

6. Представить результат в следующем виде:

υ = υ ± Δυ.

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте закон сохранения импульса. Какая система тел называется замкнутой?

2. Какие силы называются консервативными, диссипативными? Сформулируйте закон сохранения механической энергии.

3. Запишите эти законы для неупругого удара пули с маятником и для движущегося маятника (с пулей).

4. Можно ли считать, что кинетическая энергия пули в случае неупругого удара полностью переходит в потенциальную энергию маятника? Ответ пояснить.

5. Какой удар (упругий или неупругий) имеет место в следующих случаях:

1. пуля застряла в бруске,

2. мяч отскочил от стены,

3. вратарь в прыжке поймал мяч,

4. биллиардный шар ударил другой так, что оба влетели в две разные лузы.

6. Выведите и разъясните рабочую формулу (5.7).

Лабораторная работа 6 изучение свободного падения тела

Цели работы:изучить зависимость перемещения от времени движения и представить её графически; определить ускорение свободного падения.

Приборы и принадлежности:установка для определения ускорения свободного падения.

Библиографический список: [1] § 23; [2] ч.1 § 12,§ 15; [3] т.1 § 16, § 33;[6] т.1 § 23;[7] § 1.3.4.

Введение

Свободным падениемназывают движение в вакууме под действием только силы тяжести. Ускорение тела в этом случае называютускорением свободного падения. По второму закону Ньютона:

, (6.1)

где F_T – сила тяжести тела массойm.

Траектория, перемещение и скорость при свободном падении зависят от начальной скорости υ₀. Приυ₀ = 0 тело, находящееся на высотеH и представленное самому себе, движется по вертикали. Тогда его перемещение (высотаH) и конечная скоростьυ равны:

, (6.2)

. (6.3)

В общем случае значение gзависит от высотыhнад поверхностью Земли и широтыφместности. Ускорение свободного падения на полюсе (φ= π/2) максимально, а на экваторе (φ= 0) минимально:

, (6.4)

. (6.5)

Здесь M, R, ω– соответственно масса, радиус и угловая скорость вращения Земли.

Относительное изменение g при переходе с полюса на экватор составляет примерно 0,3% отg_max. Вследствие сплюснутости Землиg изменяется дополнительно с широтой. В итоге ускорение свободного паденияgизменяется от 9,730 м/с²(на экваторе) до 9,832 м/с²(на полюсе). Для Абакана (φ= 56°)g = 9,82 м/с². Значение g = 9,81 м/с²принято за стандартное (табличное).