Описание экспериментальной установки

Установка представлена на рис. 11.3 и 11.4 и состоит из основания 1, вертикальной стойки 2, верхнего 3 и нижнего 4 кронштейнов, среднего кронштейна 5, набора «пуль» различной массы и пружин спускового устройства.

Основание 1 снабжено тремя регулируемыми опорами 6 и винтом – барашком 7 для фиксации стойки 2, которая выполнена из металлической трубы. Верхний и нижний кронштейны предназначены для крепления узлов подвески и натяжения торсиона 8 (стальная проволока), с которой связана металлическая рамка 9 с грузами 10, предназначенная для установки съемной мишени 11 с противовесом 12 (рис.11.4).

На среднем кронштейне 5 нанесена шкала отсчета угла закручивания торсиона и расположены: спусковое устройство 14, предназначенное для производства «выстрела», электромагнит 15, предназначенный для удержания рамки в исходном положении и ее освобождения (при этом возникают крутильные колебания рамки вокруг вертикальной оси), фотодатчик 16, предназначенный для определения периода колебаний металлической рамки с исследуемыми образцами и без них. Средний кронштейн имеет скобу с винтом для крепления на вертикальной стойке 2.

М Рис.11.3 етодика эксперимента и обработка результатов измерений

1. Установить мишень в рамку 9. Убедиться, что мишень находиться на линии «выстрела», а флажок рамки пересекает оптическую ось фотодатчика (рамка находится в исходной положении).

2. Нарисовать таблицу для экспериментальных данных.

3. Отклонить рамку на угол 30 градусов и зафиксировать с помощью электромагнита 15, нажав кнопку «Сеть».

4. Нажать кнопку «ПУСК». Определить значение времени десяти колебаний рамки, нажав кнопку «СТОП».. Определить , где:t – время колебаний. Определить период колебаний рамки.

5. Снять грузы с рамки, повторить п.3-4. Определить среднее значение периода колебаний рамки без грузов Т₁. Данные занести в таблицу 11.1.

6. Определить массу «пули». Установить «пулю» на направляющий стержень спускового устройства 14, взвести пружину. Произвести выстрел.

7. Определить расстояние от точки попадания пули до оси вращения и максимальный угол отклонения рамкипо шкале угловых перемещений. Эксперимент выполнить 5 раз. Данные занести в таблицу 11.1

8. Вычислить скорость полета «пули» по формуле (11.19). Определить погрешность измерения скорости. Записать окончательный результат.

9. Повторить пункты 6-8, используя «пулю» другой массы.

Рис.11.4.

Таблица 11.1

n = 10, t = c, t1 = c
m1		m2
ℓ, м	φ0, рад	ℓ, м	φ0, рад
ℓср,м	<φ0>,рад	ℓср,м	<φ0>,рад
υср.1 = м/с		υср.2 = м/с

Контрольные вопросы

1. Что называется импульсом тела, моментом импульса тела?

2. Какая механическая система называется замкнутой или изолированной?

3. Какой удар называется абсолютно упругим и абсолютно неупругим?

4. Сформулируйте устно и выведите основной закон динамики вращательного движения.

5. Сформулируйте устно и выведите закон сохранения момента импульса.

6. Как определяется период колебаний крутильного маятника?

7. Объясните методику определения скорости пули с использованием крутильного баллистического маятника.

8. Выведите рабочую формулу (11.19)?

9. Определите момент инерции баллистического маятника?