Описание установки

Баллистический маятник представляет собой два шара, подвешенных на нитях к кронштейну, и шкалу, по которой измеряются углы отклонения шаров. Для правого шара углы отклонения и отсчитываются по правой части шкалы, а для левого шара – по левой части шкалы. На левом шаре приклеен кусочек пластилина. Для осуществления неупругого удара левый шар следует подвесить пластилином к точке удара, а для упругого удара – подвесить, развернув на 180°. Центровка шаров производится перемещением нити в узле подвеса или изменением длины нитей.

_{Таблица 1}

0,272 кг; 0,23 кг; 20*10–2 рад; 0,0001 кг; 0,0001 кг, 0,1*10–2 рад.
Угол отклонения	1	2	3	4	5	6
, 10–2 рад	18	17,8	17,5	17,6	17,4	18	17,6*10–2 рад
, 10–2 рад	19	19,3	19,2	19,1	18,8	18,9	19,05*10–2 рад
, 10–2 рад	9	9,1	8,8	9,5	9,2	8,9	8,95*10–2 рад

0Обработка результатов

(числовые значения физических величин в расчетные формулы подставлять в системе «СИ», результат записывать с указанием единиц измерения)

1. Вычислить средние арифметические значения углов отклонения шаров после удара , , по данным табл. 1 и формуле (1) раздела «Методы обработки результатов измерений»:

_,

= =17,6*10_-2 рад

<ƴ₂>=19,05*10_-2 рад

<ƴ₁₂>=8,95*10_-2 рад

где – число измерений..

2. Рассчитать величины, пропорциональные средним значениям импульсов шаров, при упругом и неупругом ударах:

0,272*20*10_-2=5,44*10_-2 кг*рад

-0,41*10^-2 кг*рад

0,502*8,95*10^-2=4,49*10^-2 кг*рад

3. Рассчитать абсолютную случайную погрешность прямых измерений углов отклонения по формуле (12):

=

= =

= 2,6*√(0,415)/30≈0,306*10_-2 рад

где – коэффициент Стьюдента, – число измерений.

4. Согласно формуле (13) доверительная граница суммарной абсолютной погрешности величины для неупругого удара: . Будем считать, что измерения равноточные и абсолютные погрешности измерения величин , , одинаковы и равны . Записать значение в табл. 2.

5. Окончательный результат:

= кг·рад;

= кг·рад;

= кг·рад; для = 0,95.

6. Вычислить разность величин, пропо0рциональных импульсам, до и после взаимодействия при упругом и неупругом ударах:

=5,85*10^-2кг*рад

=0,95*10_-2кг*рад

По правилу сложения погрешностей, погрешности разностей этих величин:

= = =0,22*10_-2кг*рад

7. Если и ,сделать вывод о выполнении закона сохранения импульса при упругом и неупругом ударах. Если эти неравенства не выполняются, провести более тщательно измерения и расчеты.

Таблица 2

Упругий удар				Неупругий удар
, кград	, кград			, кград	, кград
5,44± 0,154*10-2	-0,41± 0,154*10-2	1,54± 0,154*10-2	1	5,44± 0,154*10-2	4,49± 0,154*10-2	0,37±2,5*10-2	0,54±2,5*10-2

8. Вычислить среднее значение коэффициента восстановления энергии шаров при упругом ударе по формуле (7):

=

= 1,0

9. Вычислить среднее и теоретическое значения коэффициентов восстановления энергии шаров при неупругом ударе по формулам (8) и (9):

= 1,54

= =

Полученные результаты занести в табл. 2

10. Оценить случайную погрешность измерения среднего значения коэффициента восстановления энергии по формуле (14), полагая ее одинаковой для обоих видов удара и равной абсолютной погрешности этого коэффициента и принимая доверительную вероятность = 0.95:

= 2,5*10_-2

Результат записать в табл. 2.

Вывод: