Изучение абсолютно упругого и абсолютно неупругого ударов. Методические указания к лабораторной работе № 110 по механике

Задание 1. Исследование абсолютно упругого удара

1Закрепите на левой подвеске стальной шар на одном уровне с бьющимся шаром. Вращением ручки приведите шары, находящиеся в равновесии, в соприкосновении друг с другом.

2Подключите установку к сети 220 В. Включите кнопку СЕТЬ.

3Кнопку ПУСК установите в отжатое (не утопленное) положение. Подведите правый (бьющий) шар к электромагниту. По шкале 9 против

острия указателя определите α1 – угол отклонения бьющего шара до удара.

4Нажмите кнопку ПУСК (при этом отключается электромагнит) и опре-

делите углы отклонения бьющего (α1´) и ударяемого (α2´) шаров после столкновения. Данные внесите в таблицу 1.

5Проведите опыт 7-10 раз. Вычислите средние значения угла отклонения бьющего ( α1′) и ударяемого ( α2′) шаров после удара. Заполните таблицу 1.

6Измерьте l. По номеру на шаре определите массу бьющего (m1) и ударяемого (m2) шаров. Затем вычислите среднее значение импульсов и механической энергии шаров до и после удара по формулам:

7Вычислите ошибку измерения суммарного импульса шаров до и после удара, приняв относительную ошибку измерения равной 5%, т.е. ε =

∆Р/ Р = 0,05.

11

8Сделайте заключение о выполняемости закона сохранения импульса: если доверительные интервалы для суммарного импульса шаров до и

после ударов перекрываются, то опытные данные не противоречат закону сохранения импульса.

9Вычислите ошибку измерения суммарной механической энергии шаров непосредственно до и после удара. Сравните полученные доверительные интервалы для механической энергии и сделайте заключение о ее сохранении.

12

Задание 2. Исследование абсолютно неупругого удара

1Установите на левой подвеске пластилиновый шар на одном уровне с бьющим шаром.

2Проведите 5 опытов по столкновению стального шара с пластилиновым шариком, каждый раз фиксируя угол отклонения шаров после удара. Вычислите среднее значение α1′.

Замечание. Если после столкновения шары не слипаются, или не движутся в одну сторону, то удар нельзя считать абсолютно неупругим. Обратитесь к лаборанту. Заполните таблицы 3 и 4.

Таблица 3

3Вычислите убыль механической энергии.

4Проверьте согласие экспериментальных данных для абсолютно неупругого удара с законом сохранения импульса (по аналогии с п.7 предыдущего задания).

13

Контрольные вопросы

1Что называется ударом? Дать определение абсолютно упругого и абсолютно неупругого удара.

2При каком условии удар тел называется центральным?

3Как формулируется закон сохранения импульса?

4Напишите математическое выражение закона сохранения импульса:

а) в общем виде; б) при абсолютно упругом и абсолютно неупругом ударах двух тел.

5 Как формулируется закон сохранения механической энергии?

6Как математически выразить закон сохранения механической энергии в случае упругого удара двух тел?

7Чему равны потери механической энергии в случае абсолютно неупругого удара двух тел?

8Чем сопровождается упругий и неупругий удары? Какие изменения претерпевает при этом кинетическая энергия?

9Поясните цель, порядок выполнения работы и обработку результатов измерений.

10 Какие закономерности Вы подтвердили в данной работе?

14

Список использованных источников:

1Савельев, И.В. Курс физики: учебник / И.В. Савельев. – М.: Наука, 1992.

– 304 с.

2Трофимова, Т.И. Курс физики: учебник / Т.И. Трофимова. – М.: Высшая школа, 1990. – 478 с.

3Яворский, Б.М. Справочное руководство по физике / Б.М. Яворский, Ю.А. Селезнев.– М.: Наука, 1989. – 576 с.

15