1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 10 13

Рис.5.

Подвес шара 5 содержит пружинный держатель и легкий стержень с крючком для подвешивания на оси панели. В держатель 10 вставляется шар 11.

Измерительная система 12 ИСМ выполнена в виде электронного блока в пластмассовом корпусе. Органы управления и индикации вынесены на переднюю панель. Измерение времени выполняется электронным секундомером. Разрешение таймера выбирается тумблером 13 и может быть равным 0,1мс,1 мс или 10 мс. «ЦИКЛ/ОДНОКР.»- тумблер выбора числа измерений «цикл»- система реагирует на все поступающие сигналы запуска и остановки секундомера, «однокр.»-система производит однократное измерения.

Измерения.

1. На блоке измерительной системы ИСМ установите режим «ОДНОКРАТНО», разрешение таймера 0,1 мс, тумблер «1/2» в положение 1.

2. Отклонить подвес шара на угол α₁=45⁰и слегка зажать винтом 7 .Указатель максимального отклонения 9 поставить на нулевое положение.

3. Нажать на блоке «ГОТОВ» отпустить держатель шара 8.Для опускания шара нужно повернуть головку спускового устройства на 90⁰, стараясь не вызывать колебаний стойки.

4. Над таблицей записать материал из которых сделаны шары.

5. Записать в таблицу угол α - угол отклонения шара№1 рис.4 от положения равновесия, - угол, на который после столкновения отскочил шар №1, - угол, на который после столкновения отскочил шар №2. Чтобы определить - угол, на который после столкновения отскочил шар №1, необходимо после удара шаров придерживать рукой шар №2.

6. Записать время удара τ в секундах. При разрешении таймера 0,1 мс- значение на дисплее таймера нужно умножить на 0,1.Получаем время в миллисекундах(10^-3 с).Измерения для данного угла повторить не менее трех раз и найти среднее значение.

7. Повторить пункты 2,3,4 для углов=35⁰,25⁰ , 15⁰,10⁰,5.⁰ Для каждого угла проводится не менее трех измерений.

8. Определить длину подвески ℓ - расстояние между стержнем верхнего кронштейна и центром шара.

9. Используя весы определить массы шаров.

Обработка результатов измерений.

1. По формуле определить скорость шара №1

2. По формулам определить скорости шаров №1 и№2 после удара

3. По формуле Р = m₁υ₁ определить импульс шаров до удара.

4. По формуле определить импульс шаров после удара.

5. Сравнить значения импульсов до удара и после удара.

6. На миллиметровой бумаге построить график зависимости времени соударения τ шаров от скорости υ₁.

7. В таблицу №2 записать средние значения времени соударения шаров при различных углах. Вычислить . Угол α должен быть измерен в радианах (1рад.=57⁰).

8. Построить график зависимости времени соударения шаров от величины..Проводят оптимальную прямую (на глаз или методом наименьших квадратов). На основании графика определяют коэффициент углового наклона А и далее вычисляют модуль Юнга по Формуле:

,

ρ-плотность материала из которого изготовлены шары, коэффициент Пуассона, R- радиус шаров. (Данные берутся в справочнике для соответствующих материалов).

9. Определить среднюю силу соударения шаров по формуле

10. Записать вывод о проделанной работе. В выводе записать значения импульсов до удара и после удара, значение модуля Юнга, найденного на основании экспериментальных данных и значение модуля Юнга табличное для соответствующего материала, а также проанализировать полученные графики

Таблица№1

Материал ℓ= (м)

№	α		,		τ, с		υ1, м/с		, м/с	, м/с	Р., кг м/с	кг м/с
№	450
1.	450
2.	450
3.
Ср.	350
	350
	350
Ср.	250
	250
	250

Таблица№2

№	α	α, рад	рад	τ,с
	45
	35
	25
	15
	10
	5

Контрольные вопросы.

1. Что такое импульс системы материальных точек и как он изменяется под воздействием внешних сил?

2. Сформулируйте закон сохранения импульса. Для каких систем он справедлив? Почему к явлению удара можно применить закон сохранения количества движения?

3. Что называют кинетической и потенциальной энергией? Каковы особенности этих видов энергий?

4. Сформулируйте закон сохранения механической энергии. В каких случаях полная механическая энергия системы не сохраняется? Почему в данной работе можно применить закон сохранения энергии?

5. Какие виды ударов шаров известны вам? В каких случаях не выполняется закон сохранения механической энергии? Какой удар называется центральным?

6. Как определить скорости тел после центрального абсолютно упруго удара? Следствием каких законов являются эти выражения?

7. Как определяется скорость шаров? Вывод формулы.

8. Что называют модулем Юнга, модулем Пуассона?? Какую роль играет модуль Юнга при упругом ударе?

Список рекомендуемой литературы

1.Савельев И. В. Курс общей физики. В 3-х т. М.: Наука, 1977. Т I.

2. Детлаф А. А., Яворский Б. М., Милковская Л. Б. Курс физики. В 3-х т. М.: Высшая школа, 1973. Т. 1.

3.СтрелковС.П. Механика. СПб.:Лань,2005.

4.Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.1.Механика. М.:Физматлит.2006.

5.Трофимова Т.И.Курс физики, М.:Академия, 2006.