- •1. Цель работы
- •2. Приборы и принадлежности
- •3. Краткие сведения из теории
- •3.1. Основные понятия и законы
- •3.2. Применение основных законов и понятий в лабораторной работе
- •3.2.1. Применение закона сохранения момента импульса
- •3.2.2. Применение закона сохранения энергии
- •3.2.3. Применение теории гармонических колебаний
- •3.2.4. Применение теоремы Штейнера
- •4. Описание экспериментальной установки
- •5. Порядок выполнения работы
- •5.1. Подготовка установки к работе
- •5.2. Определение скорости полета пули
сеть - выключатель сети - нажатие клавиши вызывает включение питающего напряжения, при этом загораются цифровые индикаторы («периоды» и время, с) и лампочка фотоэлектрического датчика;
сброс - сброс измерителя - нажатие клавиши вызывает обнуление цифровых индикаторов;
стоп - окончание измерения – нажатие клавиши запускает процедуру завершения измерения (если необходимо измерить время 10 полных колебаний нажатие нужно произвести при высвечивании цифры 9 на табло периоды).
Рис. 2
Пусковое устройство предназначено для осуществления выстрела пули по мишени. Чтобы зарядить пусковое устройство (см. рис 3.) подвижную ручку пускового устройства сдвинуть влево до упора (см. рис. 3а) и установить пулю, зафиксировать пулю поворотом подвижной ручки (см. рис. 3б), затем потянуть подвижную ручку вправо до щелчка (срабатывание затвора).
а) |
б) |
в) |
Рис. 3
5. Порядок выполнения работы
Представленная установка предназначена для изучения законов сохранения и определения скорости пули.
5.1.Подготовка установки к работе
1.Включить сетевой шнур измерительного блока миллисекундомера в сеть.
2.Нажать кнопку сеть. Проверить все ли индикаторы измерителя высвечивают цифру нуль, в противном случае нажать кнопку сброс. Проверить светится ли лампочка фотоэлектрического датчика.
3.Крутильный маятник установить на черте 0 угловой шкалы.
5.2.Определение скорости полета пули
1.Подвижные грузы маятника установить на определенном (l1 > l2) расстоянии друг от друга симметрично относительно оси вращения, измерить расстояние между центрами грузов l1, рассчитать R1 как R1 = l1 /2, записать значение в таблицу.
2.Зарядить пусковое устройство (см. рис.3). Произвести выстрел поворотом подвижной ручки пускового устройства (см. рис. 3в). Пуля должна застрять в мишени крутильного
7
маятника, и вызвать его отклонение на некоторый угол. Измерить максимальный угол отклонения маятника α. Занести значение в таблицу 1.
3.Маятник будет совершать крутильные колебания. Миллисекундомер начнет автоматический отсчет времени и количества колебаний маятника. Нажать кнопку стоп, когда на табло периоды появится число 9. Счетчик завершит подсчет 10 колебаний и зафиксирует соответствующие значения. Занести в таблицу значения времени и количества колебаний, вычислить T1.
4.Установить маятник в положении равновесия.
5.Обнулить счетчик миллисекундомера кнопкой сброс.
6.Повторить пункты 1-5 пять раз.
7.Подвижные грузы маятника установить симметрично на определенном расстоянии l2 (l2 < l1) друг от друга, измерить расстояние между центрами грузов l2,рассчитать R2 как R2 = l2 /2, записать значение в таблицу.
8.Отклонить маятник на угол α. Измерить время 10 колебаний (см. пункт 3). Занести в
таблицу значения времени и количества колебаний, вычислить T2. Повторить пункты 3-5 пять раз.
9.Вычислить скорость пули по формуле (14) для каждой строки измерений. Рассчитать среднее значение и результат занести в таблицу.
8
Таблица. 1
Номер опыта |
Масса груза М, кг |
Масса пули m, кг |
Расстояние от оси маяника до центра попадания пули, r |
Максимальный угол отклонения α, рад |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Измерения времени колебаний маятника (при помощи миллисекундомера)
Грузы расположены на расстоянии R1 |
Грузы расположены на расстоянии R2 от |
|
||||||
от оси вращения, м |
|
оси вращения, м |
|
Скорость пули |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Количество |
Время |
Период |
Количество |
|
Время |
|
Период |
v, м/с |
|
|
|
||||||
колебаний, |
колебаний, |
колебаний, |
|
колебаний, |
|
|
||
Т1, с |
|
|
Т2, с |
|
||||
N |
t1 |
N |
|
t2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
vcр=
9