2. Описание установки
Конструкция установки (рис. 4) представляет собой треногу на трех подъемных винтах 1, трубу 2, несущие подвески для шаров 3. При изменении межцентрового расстояния левую шкалу 6 необходимо сместить. Электромагнит 7, удерживающий шар, подвешен на штанге 8 и может перемещаться вдоль шкалы 6.
Для удержания шара во взвешенном положении электромагнитом к неметаллическим шарам крепится металлическая накладка.
Рис. 4. Лабораторная установка
3. Метод работы
Условия соударения - удар центральный, бьет правый шар (отводится и удерживается электромагнитом) по покоящемуся левому. Теория - классическая. Метод измерения скоростей шаров - баллистический, мерой скорости служит величина угла отброса шаров, отсчитываемая по круговой шкале.
Пренебрегая затуханием колебаний за 1/4 Т (периода колебаний) можно считать, что потенциальная энергия шара в отведенном положении равна его кинетической энергии в положении равновесия:
,
(3.1)
откуда: 
(3.2)
Из
рис. 5 следует 
или 
.
Рис. 5. Траектория движения шара
Выражаем h:
(3.3)
Значение h из (3.3) подставляем в (3.2)
Следовательно, скорость шаров до и после удара, может быть определена по углу отклонения от вертикали по формуле:
(3.4)
Целью работы является проверка закона сохранения импульса (количества движения) и определения коэффициента восстановления.
4. Порядок выполнения работы
Подготовка установки к работе.
На нити подвесить два одинаковых шарика. Отрегулировать установочные винты на треноге. Добиться, чтобы центры шариков находилось на одном уровне. Перемещая подвеску шариков рукояткой, установить межцентровое расстояние так, чтобы шары едва касались друг друга. "Ноль" шкалы установить по указателям шаров. Подключить источник питания электромагнита.
Включить источник питания. Отвести правый шар в сторону до захвата его электромагнитом. Записать угол отклонения правого шара до удара
и
положение левого шара 
.Разомкнуть цепь. Правый шар ударит по левому. После первого удара заметить угол отброса левого шара 1 и правого шара 2.
Повторить опыт три раза, значения углов занести в таблицу. Вычислить среднее значение углов отклонения до и после удара. Занести их в таблицу.
Таблица
|
До удара |
После удара | |||||||||||||||||||||||||
|
m1 |
Левый |
правый |
левый |
Правый | ||||||||||||||||||||||
|
|
|
V1 |
m1V1 |
|
V2 |
m1V2 |
|
U1 |
m1U1 |
|
U2 |
m1U2 | ||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||
|
Ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
|
| |||||||||||||||||||||||||
|
m2 |
Левый |
правый |
левый |
Правый | ||||||||||||||||||||||
|
|
|
V1 |
m2V1 |
|
V2 |
m2V2 |
|
U1 |
m2U1 |
|
U2 |
m2U2 | ||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||
|
Ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
|
| |||||||||||||||||||||||||
По средним значениям углов отклонения рассчитать скорости шаров до удара и после удара по формуле (3.4) и результаты занести в таблицу.
Определить импульсы левого и правого шаров до удара и после удара.
Проверить закон сохранения импульса по формуле (1.4).
По формуле (1.18) определить коэффициент восстановления.
По пунктам 1-8 повторить измерения для второй пары шаров.
ПРИМЕЧАНИЕ: массы шаров указанны на установке.