3 1 2

Рис. 5

В лабораторной установке используется шар, подвешенный на нерастяжимой нити длины l (рис.6). Для определения изменения импульса необходимо знать скорость шара до удара и после удара. Для вывода расчетной формулы воспользуемся законом сохранения полной механической энергии.

Рис. 6

Потенциальную энергию шара в положении равновесия примем равной нулю. За начало отсчета высоты примем высоту, на которой находится центр масс шара в этом положении. Тогда, при отклонении шара на угол , он обладает потенциальной энергиейгдемасса шара. Если шар отпустить, он будет двигаться к положению равновесия, и его потенциальная энергия переходит в кинетическую. В положении равновесия вся потенциальная энергия шара переходит в кинетическую, т.е.

где скорость шара при прохождении положения равновесия.

Из рис. 6 видно, что

тогда

(14)

После удара о стенку шар отскочил на угол его скорость равна:

(15)

Коэффициент восстановления относительной скорости шара равен:

(16)

3. Порядок выполнения работы

1. Включить вольтметр ВК7-15 и источник питания ЛИПС III-10 в сеть 220 В.

2. Включить вольтметр кнопкой и дать прибору прогреться 5 минут.

3. Установить предел измерения прибора, 10В.

4. Проверить установку нуля прибора. При выключенном источнике питания установить нуль прибора ручкой «О».

5. Включить ЛИПС III-10 тумблером «СЕТЬ»

7. Тумблер включения на панели установки ФП 109М перевести в положение «вкл.».

8. С помощью регулятора на передней панели ЛИПС III-10 установить напряжение на вольтметре . Отсчет напряжения вести по вольтметру.

9. Взять рукой шарик и отвести его к электромагниту, который должен удерживать шарик в отведенном состоянии.

10. Тумблер включения на панели установки ФП 109М перевести в положение «вкл.» При этом электромагнит освобождает шарик. Шарик, ударяясь о грань куба, отскакивает от него. После этого необходимо поймать шарик рукой, тем самым прекратить разрядку конденсатора С. Зафиксировать показания вольтметра и угол, на который отскочил шарик.

11. п.10 повторить не менее 5 раз для каждой грани куба. Данные свести в таблицу 1.

12. Порядок выключения установки:

1. Выключить ЛИПС III-10 тумблером «СЕТЬ».

2. Выключить ВК7-15, нажать кнопку «ВЫКЛ».

3. Вынуть вилки приборов из розеток 220 В.

13. Для каждого материала рассчитайте время удара по формуле (11) и коэффициент восстановления относительной скорости по формуле (16).

14. Рассчитайте кинетическую энергию шара до и после удара (соответственно) и определите часть кинетической энергии, которая в результате удара перешла во внутреннюю:

_.

_{15. Найдите среднюю силу удара по формуле (3).}

14. Согласно известной методике, выведите формулы для определения погрешностей найденных величин. Рассчитайте их. Результаты расчетов сведите в таблицу 2.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ

Таблица 1

Мате-риал	№ п/п	, В	, В					, кг	, кг
1	1 2 3 4 5 ср.
2	1 2 3 4 5 ср.
3	1 2 3 4 5 ср

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ

Таблица 2

Материал

№ п/п

, с

, с

Eк, Дж

ΔEк, Дж

Eк/, Дж

ΔEк/, Дж

Eвн, Дж

ΔEвн, Дж

Fср, Н

ΔFср, Н

1

1 2 3 4 5 ср.

2

1 2 3 4 5 ср.

3

1 2 3 4 5 ср

Данные для расчетов:

Ом ; Ф; Ом ; Ф; кг.