132 д
.docБелорусский национальный технический университет
Кафедра “Техническая физика”.
Лаборатория механики и молекулярной физики.
Отчёт
по лабораторной работе №132д
«Изучение законов сохранения энергии, импульса и момента импульса»
Выполнил: студент гр. 10506121
Миренцова Д.С.
Проверил: Маркова Л.В.
Минск 2021 г.
Цель работы:
Изучить законы сохранения энергии, импульса и момента импульса.
Исследовать влияние различных параметров системы, состоящих из 2-х шаров, на характер упругого и неупругого столкновения.
Приборы и материалы:
Компьютер;
Математическая модель:
m1v1=m1u1+m2u2
Ход работы:
Упругое соударение шаров и цилиндров:
R1
R2
Δ
m1
m2
V1
U1
U2
K1/K0
K2/K0
Θ
1
1
0
1
1
100
0
100
0
1
1800
1
3
0
1
1
100
0
100
0
1
1800
3
1
0
1
1
100
0
100
0
1
1800
2
1
0
2
1
100
33,33
133,33
0,11
0,89
1800
5
1
0
5
1
100
66,67
166,67
0,44
0,56
1800
10
1
0
100
1
100
98,02
198,02
0,96
0,4
1800
1
2
0
1
2
100
33,33
66,67
0,11
0,44
1800
1
3
0
1
3
100
50
50
0,25
0,75
1800
1
10
0
1
100
100
98,02
1,98
0,96
0,04
1800
10
10
5
1
1
100
25
96,82
0,06
0,94
90
10
10
10
1
1
100
50
86,6
0,25
0,75
90
10
10
19
1
1
100
95
31,22
0,9
0,1
90
20
10
5
2
1
100
50
86,6
0,25
0,75
27
20
10
15
2
1
100
57,74
115,4
0,33
0,67
60
20
10
25
2
1
100
85,35
73,7
0,73
0,27
78
10
20
5
1
2
100
36,85
65,73
0,33
0,67
153
10
20
10
1
2
100
45,81
62,85
0,21
0,79
133
10
20
29
1
2
100
97,04
17,07
0,94
0,06
95
Неупругое соударение однородных шаров (цилиндров):
R1 |
R2 |
Δ |
m1 |
m2 |
V1 |
U |
W |
Ktr/K0 |
Krot/K0 |
Θ/K0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
100 |
50 |
0 |
0,5 |
0 |
0,5 |
1 |
2 |
0 |
1 |
2 |
100 |
33,33 |
0 |
0,33 |
0 |
0,67 |
2 |
1 |
0 |
2 |
1 |
100 |
67,67 |
0 |
0,67 |
0 |
0,33 |
10 |
1 |
0 |
10 |
1 |
100 |
90,91 |
0 |
0,91 |
0 |
0,09 |
10 |
1 |
0 |
100 |
1 |
100 |
99,01 |
0 |
0,99 |
0 |
0,09 |
1 |
10 |
0 |
1 |
10 |
100 |
9,09 |
0 |
0,09 |
0 |
0,91 |
10 |
10 |
10 |
1 |
1 |
100 |
50 |
1,79 |
0,5 |
0,09 |
0,41 |
10 |
10 |
15 |
1 |
1 |
100 |
50 |
2,68 |
0,5 |
0,2 |
0,3 |
10 |
10 |
20 |
1 |
1 |
100 |
50 |
3,57 |
0,5 |
0,36 |
0,14 |
1 |
1 |
2 |
1 |
1 |
100 |
50 |
35,71 |
0,5 |
0,36 |
0,14 |
1 |
2 |
3 |
1 |
1 |
100 |
50 |
23,08 |
0,5 |
0,35 |
0,15 |
2 |
1 |
3 |
1 |
1 |
100 |
50 |
23,08 |
0,5 |
0,35 |
0,15 |
1 |
1 |
2 |
1 |
1 |
100 |
50 |
35,71 |
0,5 |
0,36 |
0,14 |
1 |
1 |
2 |
1 |
2 |
100 |
33,33 |
34,48 |
0,33 |
0,46 |
0,21 |
1 |
1 |
2 |
2 |
1 |
100 |
66,67 |
34,48 |
0,67 |
0,23 |
0,1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
5 |
100 |
16,67 |
29,07 |
0,17 |
0,48 |
0,35 |
1 |
1 |
2 |
1 |
10 |
100 |
9,09 |
22,62 |
0,09 |
0,41 |
0,05 |
1 |
1 |
2 |
1 |
20 |
100 |
4,76 |
15,06 |
0,05 |
0,3 |
0,66 |
1 |
1 |
2 |
1 |
10 |
100 |
9,09 |
22,62 |
0,09 |
0,41 |
0,5 |
1 |
5 |
6 |
1 |
10 |
100 |
9,09 |
4,1 |
0,09 |
0,22 |
0,69 |
5 |
1 |
6 |
1 |
10 |
100 |
9,09 |
11,67 |
0,09 |
0,64 |
0,27 |
Выводы:
1) При центральном упругом ударе скорость налетающего тела V1 направлена вдоль линии центров (прицельной погрешностью Δ=0) . В этом случае скорости тел после соударения U1 и U2 также направлены вдоль линии центров.
Независимо от размеров тел при одинаковых массах происходит обмен скоростями и энергиями.
Скорость второго шара с ростом отношения m2/m1 приближается к 2V1. В то же время доля энергии, которую уносит лёгкий шар, уменьшается и стремится к нулю.
С уменьшением передаваемой энергии, скорость отскочившего тела уменьшается и стремится к нулю. С ростом m2/m1 скорость первого тела стремится к своей скорости до удара.
При нецентральном столкновении упругих шаров (Δ≠0) происходит разлёт с углом разлёта Θ. В случае равных масс разлёт осуществляется под прямым углом. При столкновении тяжёлого тела с лёгким угол разлёта острый и при столкновении лёгкого тела с тяжёлым угол разлета тупой.