Описание экспериментальной установки
Общий вид установки показан на рис. 2.3. Она состоит из основания 1, вертикальной стойки 2, верхнего кронштейна 3, корпуса 4, электромагнита 5, нитей 6 для подвески металлических шаров, провода 7 для обеспечения электрического контакта шаров с клеммами 10.
О
Рис.2.3.
Методика эксперимента и обработка результатов измерений
Задание: исследование неупругих столкновений тел.
1. Зарисовать в рабочем журнале таблицу 2.1.
2. Подключить клеммы 10 верхнего кронштейна и электромагнит 5 установки к секундомеру при помощи кабеля.
3. Вставить стальные шары 12 в скобы подвеса.
4. С помощью регулировочных опор выставить основание установки таким образом, чтобы нижние визиры скоб подвеса указывали на нули шкал. Отрегулировать положение шаров в вертикальной и горизонтальной плоскостях до совмещения верхних визиров скоб подвеса. Регулировку производить с помощью изменения длины подвеса шаров, а также изменяя положение узлов крепления нитей на верхнем кронштейне.
5. Нажать на кнопку «Сеть», расположенную на лицевой панели микросекундомера, при этом должны загореться лампочки цифровой индикации.
Таблица 2.1
|
m1= г; m2= г; l = м | |||||||||||||||
|
|
0= |
0= |
0= |
0= |
0= | ||||||||||
|
№ |
1, |
2, |
, |
1, |
2, |
,с |
1, |
2, |
,с |
1, |
2, |
|
1, |
2, |
,с |
|
1. 2. 3. 4. 5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Отклонить правый шар до соприкосновения с электромагнитом (задав тем самым угол 0 = 14 градусов), при этом должно произойти «залипание» шара.
7. Нажать на кнопку «Старт», при этом выключится электромагнит и шар освобождается.
8. После столкновения определить 1 и 2 (см. рис.2.1) и время соударения по цифровому индикатору микросекундомера. Измерение проделать пять раз.
9. Результаты измерений занести в таблицу 2.1 (первый столбец).
10. Изменить угол начального отклонения 1-го шара – 0 и повторить измерения. Изменения 0 произвести не менее пяти раз. Заполнить пять столбцов в таблице 2.1.
11.
Измерить массу каждого из пары шаров и
длину подвесов шаров
и записать в таблицу 2.1.
12. Вычислить средние значения 1, 2, . На основании (2.14) найти среднюю силу удара шаров.
13. Результаты расчетов занести в таблицу 2.2.
14. Построить график зависимости 2 от (0-1) (уравнение 8). Сделать вывод о выполнении закона сохранения импульса при неупругом столкновении.
15. Построить график зависимости (2-1) от 0 и найти коэффициент восстановления скорости К, как тангенс угла наклона линейной зависимости (2-1)=К0
16.Построить
график зависимости
2
от 0
(уравнение
2.13).
Определить угловой коэффициент
,как
тангенс угла наклона
линейной зависимости 2
от 0.
Используя
значение К,
полученное из графика (2-1)
от 0,
определить значение коэффициента потери
механической энергии .
17. Повторить пп.1–16 для пары алюминиевый шар и латунный шар или алюминиевый шар и стальной шар.
18. Сделать вывод о зависимости времени соударения от механических свойств материалов соударяющихся шаров. Сравнить опытные коэффициенты восстановления скорости с расчетными.
Таблица2.2
|
№ |
0, |
1, |
2, |
,с |
F,Н |
0-1, |
2-1, |
|
1. 2. 3. 4. 5. |
|
|
|
|
|
|
|