Описание экспериментальной установки

Экспериментальная установка представлена на рис. 8.5. На вертикальной стойке 1 закреплены верхний 2 и нижний 3 кронштейны. На нижнем кронштейне 3 закреплены левая 4 и правая 5 шкалы. По правой шкале определяется начальный угол отклонения правого шара, по левой- угол отклонения левого шара после соударения. Стальные шары 6 подвешены с помощью токопроводящих бифилярных подвесов 7 на штанге кронштейна 2. На правой шкале 5 смонтирован электромагнит. Электромагнит удерживает правый шар в выбранном начальном положении. Микросекундомер 9 предназначен для определения времени соударения шаров контактным способом. В корпусе микросекундомера смонтирован также блок питания электромагнита.

Включение электромагнита происходит одновременно с нажатием клавиши СЕТЬ на панели микросекундомера. При нажатии клавиши ПУСК электромагнит отключается от питания, шар освобождается. Счет времени идет при наличии электрического контакта между шарами. Микросекундомер фиксирует только время первого соударения.

Задания на проведение работы

На данной экспериментальной установке студенты могут выполнить задачи 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 и 2.5. Опытным путем определяются:

1. Средняя сила взаимодействия при ударе шаров;

2. Масса одного из шаров при их неупругом ударе;

3. Средний момент силы относительно оси подвеса, возникающий при взаимодействии упругих шаров;

4. Радиус площади смятия в момент соударения и связанная с ним сила взаимодействия шаров;

5. Производится экспериментальная проверка формулы Герца.

Вариант задания определяет преподаватель для каждого студента индивидуально.

Ниже подробно приводится порядок выполнения работы в задании 2.1. Для всех остальных заданий студенты должны предварительно продумать, какие дополнительные измерения им необходимо провести, продумать заголовки и структуру дополнительных таблиц (если таковы необходимы), вид графиков, а также самостоятельно вывести соотношения для оценки погрешности измерений. При выводе соотношений для оценки погрешности пользоваться материалом п. 1.3 теоретического введения.

Порядок выполнения работы в заданииях

1. Выписать данные спецификации измерительных приборов.

2. Нажать на клавишу СЕТЬ, при этом должны загореться лампочки цифровой индикации на панели микросекундомера. Отклонить правый шар на угол ₁ до соприкосновения с электромагнитом. Нажать клавишу СБРОС. При этом лампы цифровой индикации на микросекундомере покажут нули.

3. Успокоив левый шар, нажать клавишу ПУСК. При этом цепь электромагнита размыкается, правый шар приходит в движение, происходит удар шаров. На индикаторе микросекундомера фиксируется время контакта (время соударения шаров).

4. Зафиксировать угол отклонения левого шара от положения равновесия после удара. Значение ₁^’ этого угла и время соударения ₁ записать в табл. 2.1.

5. Пункты 2-4 повторить не менее пяти раз. Результаты вписать в табл. 2.1.

6. Пункты 2-5 повторить для другого значения начального угла отклонения правого шара ₂.

7. Примечание. Углы ₁ и ₂ задает преподаватель.

8. При проведении эксперимента необходимо следить, чтобы шары двигались в одной вертикальной плоскости (удар должен быть прямым).