Нижегородский государственный технический университет Выксунский филиал Кафедра общей физики Лабораторная работа №1-21 по теме: «МЕХАНИЧЕСКИЙ УДАР» Выполнил: Беспалов А.Ю. Группа: ЭПА-05 Проверил: Маслов В.П. 2005 г.

1.Исходные данные:

Масса шарика – ( )кг

Длина нити - () м

Ускорение свободного падения -

Приборные погрешности.

1). Для частотомера ЧЗ-57: =

2). Для шкалы отсчёта углов: = 

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» ,

получаем ;

откуда

Все результаты эксперимента занесены в таблицу №1

Таблица №1.

,	 o		 o		 o		o		 o
№ опыта	10-7с	 o	10-7с	 o	10-7с	 o	10-7с	 o	10-7с	 o
1	308	18	354	28	274	37	288	46	254	55
2	258	17	294	27	322	36	314	45	179	54
3	181	18	251	28	310	36	282	45	264	53
4	336	18	160	27	300	37	283	46	296	54
5	232	17	305	28	241	36	280	45	279	55
6	320	18	202	26	263	36	220	45	259	55
7	303	17	213	28	283	37	270	46	267	54
8	296	17	215	28	236	37	283	46	274	54
9	323	18	265	27	302	36	268	45	260	55
10	302	18	210	28	282	37	281	46	261	54

2.Расчёты.

2.1 Определяем скорость перед ударом:

V₁=.

2.2 Определяем скорость после удара:

<V₂>=

2.3 Определяем среднюю силу удара:

<F>=;

2.4 Определяем коэффициент восстановления:

=.

Т

Величина/Угол	20	30	40	50	60
	6	9,2	12	15	18
м/с	5,3	8,6	11,2	13,8	14,2
F,н	72,5	1,32	1,52	1,91	2,28
,	8	9	9,3	9,2	8

3.Расчет погрешностей

3.1 Расчет погрешностей исходных данных.

1).;

г де - случайная, среднеквадратичная погрешность - класс точности прибора

2).

3).

3.2 Расчет погрешностей прямых измерений.

Количество повторений N = 10 .

При P=95%, коэффициенты Стьюдента: .

=0,1

3.2.1 Рассчитываем погрешности времени удара:

1). <t>=2,86 ·10^-5с. с.

t=

_t

ttt28634,5·10^-7с, Р=95%, _12,1

2).

;

_t

ttt24741,4·10^-7с, _t6,8

3).

;

_t

ttt28120,7·10^-7с, _7,4

4).

;

_t

tt27717,1·10^-7с, Р=95%, _6,2

5).

;

_t

tt25922,3·10^-7с, _t8,6

3.2.Рассчитываем погрешность угла отскока:

1).

_

__17,60,5⁰; Р=95%, _2,8

2).

;

_

__27,50,61⁰; Р=95%, _2

3).

;

_

__36,551⁰; Р=95%, _,4

4).

;

_

__45,517⁰; Р=95%, _1

5).

;

_

__54,357⁰; Р=95%, _5

3.3 Расчет погрешностей косвенных измерений.

3.3.1 Определяем погрешности скорости перед ударом

(значение угла в радианах)

1).

V₁=V₁V₁=(0,60,015)м/с; P=95%;=2,5%.

2).

V₁=V₁V₁=(0,920,016)м/с; P=95%;=1,7%.

3).

V₁=V₁V₁=(1,20,016)м/с; P=95%;=1,3%.

4).

V₁=V₁V₁=(1,50,015)м/с; P=95%;=1%.

5).

V₁=V₁V₁=(1,80,014)м/с; P=95%;=0,8%.

3.3.2 Определяем погрешности скорости после удара

1).

V₂=<V₂ > V₂=(0,530,015)м/с; P=95%;=2,8%.

2).

V₂=<V₂ > V₂=(0,860,019)м/с; P=95%;=2,2%.

3).

V₂=<V₂ > V₂=(1,120,02)м/с; P=95%;=1,4%.

4).

V₂=<V₂ > V₂=(1,380,015)м/с; P=95%;=1,1%.

5).

V₂=<V₂ > V₂=(1,420,014)м/с; P=95%;=1%.

3.3.3 Определяем погрешности коэффициента восстановления удара

_

1).

_

0,80,03; P=95%;_=3,8%.

2).

_

0,90,07; P=95%;_=7,73%.

3).

_

0,930,018; P=95%;_=1,9%.

4).

_

0,920,014; P=95%;_=1,5%.

5).

_

0,80,01; P=95%;_=1,3%.

3.3.4 Определяем погрешности средней силы удара

_F;

1).

F=<F>F=(725,488,5)H; P=95%, _F=12,2%.

2).

F=<F>F=(1323,1223,6)H; P=95%, _F=16,9%

3).

F=<F>F=(1515,8113,7)H; P=95%, _F=7,5%.

4).

F=<F>F=(1908,9118,4)H; P=95%, _F=6,2%.

5).

F=<F>F=(2282,6196,3)H; P=95%, _F=8,6%.

Все полученные результаты сведём в таблицу

Таблица №2.

,o	<F>,H	V1,м/с	<t>,·10-5 с	·10-1	F,H	V1,·10 -2 м/c	,мкс	<V2>,м/с
	7,25·102	6·10-1	2,86	8	8,85·101	1,5	3,45	5 ,3·10-1
	1,32·103	9,2·10-1	2,47	9	2,24·102	1,6	4,14	8,6·10-1
	1,52·103	1,2	2,81	9,3	1,14·102	1,6	2,07	1,12
	1,91·103	1,5	2,77	9,2	1,18·102	1,5	1,71	1,38
	2,28·103	1,8	2,59	8	1,96·102	1,4	2,23	1,42