Лабораторная работа №2 Измерение коэффициента полезного действия механической пушки

Цель работы: определение коэффициента полезного действия пружинной механической пушки экспериментальным путем, при­меняя закон сохранения импульса, закон Гука и закон сохранения энергии.

Оборудование: механическая пушка в составе (основание, направляющий стержень со шкалой, спусковое устройство, фотодатчики (входной и выходной), грузы: ) стержень для жесткости пружины, снаряд для свободного падения

Ход работы:

Рис. 1. Механическая пушка

Для определения КПД механической пушки, сначала находится коэффициент упругости пружины. Для этого проводятся соответствующие опыт и необходимые вычисления, результаты заносятся в таблицу 1.

Для определения коэффициента упругости пружины используется закон Гука (1)

, (1)

где – коэффициент упругости пружины, ;

- сжатие пружины, м;

- сила упругости, Н.

Так сила тяжести действующая на груз, уравновешивается силой упругости пружины:

,

k=

Таблица 1

,	,
0.014	0.4975	348.25
0.015	0.5067	331.04
0.027	1.0042	364.48

Находится среднее значение коэффициента упругости пружины (Н/м):

Пружина надевается на стержень пушки, фиксируется, надевается грузик, пружина сжимается. Измеряется сжатие пружины, затем грузик выстреливается, измеряется время пролёта грузика между парами фотодатчиков (0,25 м). По времени и расстоянию определяется скорость грузика.

Для определения КПД, находятся кинетическая и потенциальная энергии:

,

,

где – коэффициент упругости пружины;

- сжатие пружины, м. (сжатие пружины измеряется на стержне пушки).

Определяется коэффициент полезного действия пушки .

Таблица 2

Определение кпд

							, %
0.25	0.0227	0.046	0.046	5.43	0.33	0.36	91.6	93.4
			0.045	5.55	0.34	0.36	94.4
			0.045	5.55	0.34	0.36	94.4
0.25	0.0227	0.073	0.028	8.92	0.903	0.926	97.5	97.5
			0.028	8.92	0.903	0.926	97.5
			0.028	8.92	0.903	0.926	97.5

S - расстояние между парами фотодатчиков (S = 0,25м);

t - время полета снаряда между фотодатчиками.

По полученным результатам формулируются выводы.