лабораторная работа / закон сохранения импульса и энергии

Цель работы: ознакомиться с явлениями неупругого удара, используя законы сохранения импульса и энергии, измерить скорость полета пули

Ответы на вопросы для самопроверки:

1. Закон сохранения импульса - сумма импульсов всех тел (или частиц) замкнутой системы есть величина постоянная.

2. Абсолютно неупругий удар характеризуется тем, что кинетическая энергия тел полностью или частично превращается во внутреннюю энергию, после дара столкнувшиеся тела либо движутся с одинаковой скоростью, либо покоятся. При таком ударе выполняется лишь закон сохранения импульса, закон сохранения энергии не выполняется. Абсолютно упругий удар — удар при котором механическая энергия тел не переходит в другие, механические, виды энергии. При таком ударе кинетическая энергия переходит полностью или частично в потенциальную энергию упругой деформации. Затем тела возвращаются к первоначальной форме, отталкивая друг друга. В итоге потенциальная энергия упругой деформации снова переходит у кинетическую и тела разлетаются с со скоростями, величина и направление которых определяется двумя условиями – сохранением полной механической энергии и сохранением полного импульса системы тел

3. консервативные силы — силы работа которых не зависит от пути, по которому частица переходит из одного положения в другое

4. кинетическая энергия мишени с пулей: Е_к=(m₁+m₂)u²/2 переходит в потенциальную: U=(m₁+m₂)gh. Отсюда: u²/2=gh, на рис.1: h=2Lsin²α/2, b=Lsinα. Т.к. α очень мал то sinα=α, тогда h=Lα²/2, b=Lα, α=b/L. Отсюда h=b²/2L. Получим V₁= b

5. Замкнутая система - совокупность физических тел, у которых взаимодействия с внешними телами отсутствуют или скомпенсированы.(автомобиль с водителем)

Рис. 1 Рис. 2

№	m, кг	М, кг	L, м	b, м	V1, м/с	Vcp, м/с	ΔVi, м/с	ΔSv	ΔV, м/с	ε, %
1	0,011	0,475	2,45	0,035	3,08	3,14	0,06	0,07	0,19	6,2
2				0,035	3,08		0,06
3				0,036	3,18		0,04
4				0,036	3,18		0,04
5				0,036	3,18		0,04

Вычисления:

=const=(0,011+0,475)/0,011=44,18 =const==2

№1 V₁=44,18*0,035*2=3,08м/с

№2 V₂=44,18*0,035*2=3,08м/с

№3 V₃=44,18*0,036*2=3,18м/с

№4 V₄=44,18*0,036*2=3,18м/с

№5 V₅=44,18*0,036*2=3,18м/с

V_cp=(3,08+3,08+3,18+3,18+3,18)/5=3,14

ΔV_i= V_cp+ V₁

№1 ΔV₁= =0,06 м/с

№2 ΔV₂= =0,06 м/с №3 ΔV₃= =0,04 м/с

№4 ΔV₄= =0,04 м/с

№5 ΔV₅= =0,04 м/с

ΔS_v= = =0,07

ΔV=t a(n) ΔS_v где t a(n)=2,78

ΔV=2,78*0,07=0,19 м/с

ε= (ΔV/ V_cp)*100%

ε= (0,019/3,14)*100%=6,2%

V=(3,14±0,19) м/с

Вывод: ознакомились с явлением неупругого удара, измерили скорость полета пули