Описание установки

Конструкция установки, с помошью которой выполняется практическая часть работы, показана на рис.2. Каждый из шаров 1 подвешен на двух проводах 2, что обеспечивает движение обоих шаров в одной вертикальной плоскости и устраняет их вращение. На верхнем кронштейне имеется вороток 3, с помощью которого можно устанавливать между шарами требуемое расстояние. На нижнем кронштейне расположены угольники со шкалами 4, которые могут передвигаться, и электромагнит 5. На время соударения шаров замыкается электрическая цепь, позволяющая с помощью включенного в нее микросекундомера 6 измерять время, в течение которого шары находятся в контакте, т.е. время соударения.

Выполнение рабаты

На подвесы навинчиваются два шара. Воротком 3 на верхнем кронштейне, к которому подвешены шары, привести их в соприкосновение. Центры шаров (нанесенные на них круговые канавки) должны быть на одном уровне. Угольники со шкалами должны быть расположены так, чтобы острие каждого подвеса находилось против нулевого деления шкалы.

Включить микросекундомер в сеть. Если требуется, отжать клавишу ПУСК и нажать клавишу СЕТЬ. Если на табло будут светиться цифры, то необходимо нажать клавишу СБРОС. При этом все индикаторы должны показывать цифру 0- прибор готов к работе.

Примечание. Индикатор ПЕРЕПОЛНЕНИЕ не должен светиться.

Перед началом измерений правый шар отводится на некоторый угол _ так, чтобы он удерживался электромагнитом. Левый шар должен покоиться (_  v₂ = 0). При нажатии клавиши ПУСК ток в цепи электромагнита выключается, шар освобождается и начинает двигаться. Происходит удар и микросекундомер показывает время t шаров. После соударения измеряется максимальный угол _ отклонения левого шара в результате первого удара.

После некоторого числа соударений шары начнут двигаться совместно с некоторой скоростью u . По одной из шкал измеряется угол  отклонения шаров при таком движении. Измерения величин _ _  t проводятся не менее 10 раз. После каждого измерения клавишей СБРОС производится обнуление микросекундомера.

По средним значениям _ _ и  по формуле (5) рассчитываются скорости правого шара перед ударом v₁, левого шара сразу после удара v₂ и обоих шаров при их совместном движении u. Все данные заносятся в таблицу. Длина подвесов l измеряется линейкой.

№ изм.

_ град.

V₁, м/с

_, град

V₂, м/с

 град

U, м/с

 t, мкс

…..

. 10

Среднее

По формуле (7), зная изменение импульса одного из шаров в результате удара и время соударения, можно определить среднюю силу, возникающую при соударении.

Проведенные измерения позволяют определить изменение импульса Р₂ левого шара, который до удара покоился: Р₂ = m₂v₂  m₂v₂ = m₂v₂ , и затем найти среднюю силу удара.

Из сравнения импульса системы шаров до удара Р = m₁v₁ + m₂v₂ и их импульса при совместном движении после серии соударений Р = (m₁ + m₂)u можно судить о выполнимости закона сохранения импульса.

Результаты эксперимента не противоречат закону сохранения импульса Р = Р, только если разность импульсов Р  Р не превышает совместной ошибки их определения РР .