Нижегородский государственный технический университет Выксунский филиал Кафедра общей физики Лабораторная работа по физике №1-21 Тема: «Механический Удар» Выполни: Каштанов И. М. Группа:ЭПА-05 Проверил: Маслов В.П. 2005

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.

	20o		30o		40o		50o		60o
№ опыта	T110-7с		T110-7с		T110-7с		T110-7с		T110-7с
1	275	17	281	27	245	35	248	45	225	54
2	251	18	258	27	254	35	259	44	223	53
3	183	19	235	27	245	34	228	44	249	52
4	300	18	170	26	231	35	238	45	269	53
5	239	18	253	27	241	35	233	44	267	54
6	279	18	213	26	236	35	239	44	221	54
7	271	18	201	27	238	36	248	45	233	53
8	288	18	271	27	242	36	238	45	247	53
9	231	18	256	26	229	35	260	44	236	54
10	256	17	259	26	228	36	225	45	238	53

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).;

где - 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).

_

0,920,014; P=95%;_=1,5%.

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%, =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
20	7,25·102	6·10-1	2,86	8	8,85·101	1,5	3,45	5 ,3·10-1
30	1,32·103	9,2·10-1	2,47	9	2,24·102	1,6	4,14	8,6·10-1
40	1,52·103	1,2	2,81	9,3	1,14·102	1,6	2,07	1,12
50	1,91·103	1,5	2,77	9,2	1,18·102	1,5	1,71	1,38
60	2,28·103	1,8	2,59	8	1,96·102	1,4	2,23	1,42