Отчеты по лабораторным работам по механике / Лабораторная работа 15

5

Лабораторная работа № 14

Тема. ИЗУЧЕНИЕ СОУДАРЕНИЯ ШАРОВ

Цель. Проверить закон сохранения импульса. Определить коэффициент восстановления относительной скорости, среднюю силу удара и скорость

продольных звуковых волн в стали с предельной относительной ε, не превышающей 5 %.

Оборудование и принадлежности: установка для проведения измерений, набор шаров, линейка.

Рис.1. Схематический рисунок установки(оборотного маятника), где

1. основание;

3) штатив;

12) электропроводящие бифиллярные подвесы;

14) шары;

15) и 16) шкалы;

17) электромагнит;

23) вороток, с помощью которого можно регулировать притяжение

электромагнита.

Расчетные формулы и формулы для определения погрешности.

∙sin (1),

где p- импульс шара до удара;

-масса первого шара;

g-ускорение свободного падения;

-длина нити;

-угол отклонения.

(2),

где -полный импульс шаров после удара;

- масса второго шара;

– углы, на которые отклоняются первый и второй шары после

удара.

(3),

где -коэффициент восстановления относительной скорости.

∙sin (4).

(5).

(6),

где - сила удара;

- время соударения.

sin (7),

где -скорость в момент начала соударения.

(8),

где с-скорость продольных звуковых волн.

Результаты работы

Таблица 1.

Результаты измерений и расчётов для проверки закона сохранения

импульса при столкновении пластилиновых шаров.

№ п/п	m,кг	l∙,м	,градусы	β, градусы	p, кг⋅м/с	p′, кг⋅м/с
1	35,820	42	15	6	0,017	0,014
2	35,820	42	15	5,7	0,017	0,014
3	35,820	42	15	6,2	0,017	0,014

При движении одного тела его импульс до удара:

∙0,1175=0,017 кг⋅м/с

При движении одного тела его импульс после удара:

∙0,047=0,014 кг⋅м/с

Таблица 2.

Результаты измерений и расчетов при столкновении стальных шаров

разной массы.

№ п/п	l∙,м	, кг	, кг	,градусы	,градусы	p, кг⋅м/с	p′, кг⋅м/с
1	42	104,950	170,450					0,2
2	42	104,950	170,450					0,2
3	42	104,950	170,450					0,2

<>=

<>=

кг∙м/c

кг∙м/c

=0,2

Таблица 3.

Результаты измерений и расчётов при столкновении стальных шаров

одинаковой массы.

№ п/п	R⋅,м	m⋅м	, градусы	β, градусы	p′, кг⋅м/с		F,H	c, м/c
1	35	170,450
2	35	170,450
3	35	170,450

∙

=0,32

Вывод. В работе был проверен закон сохранения импульса. Установлено, что суммарный импульс системы двух тел в замкнутой системе до удара и после удара одинаков.

В ходе эксперимента определено, что коэффициент восстановления относительной скорости для твердых тел (стальных шаров) значительно больше, чем для мягких (пластилиновых шаров). Это обстоятельство следует из того, что при неупругом ударе скорость после соударения уменьшается.