Минобрнауки россии Рыбинский Государственный Авиационный Технический Университет Кафедра ОиТф
Факультет: |
К работе допущен: |
Группа: |
(подпись, дата) |
Работа выполнена: |
|
Студент: |
(лаборант, преподаватель) |
Отчет принят: |
|
Преподаватель: |
(подпись, дата) |
Р абочий протокол и отчет по лабораторной работе №
Определение времени и энергии удара |
(название работы) |
1. Задача: Изучение перераспределения энергии соударяющихся тел, определение времени удара.
2. Объект и метод исследования: Объектом исследования является шар, ударяющийся о металлическую пластину. Метод исследования – прямые и косвенные измерения.
3. Рабочие формулы и исходные данные:
Данные для расчетов: R=12 Ом, С=4,710-6 ф, R=1 Ом, С=1010-6 ф, m1=0,255 кг.
Время удара я рассчитывал по формуле
,
погрешность определения времени удара
тогда равна
.
Кинетическую энергию я рассчитал как
,
где
,
соответственно
будет
рассчитываться также, только в формуле
вместо
будет
,
который равен
.
Часть кинетической энергии, которая в
результате удара перешла во внутреннюю
я рассчитал по формуле
.
Коэффициент восстановления относительной
скорости равен
.
Погрешность я рассчитывал как
4. Измерительные приборы:
№ п.п. |
Наименование |
Тип прибора |
Используемый предел (диапазон) |
Погрешность прибора или формула погрешности |
1 |
Электронно-цифровой вольтметр |
измерительный |
0-10 В |
0,001 В |
2 |
Шкала для измерения углов |
измерительный |
0-50 |
0,5 |
3 |
Линейка |
измерительный |
0,2 м |
0,0005 м |
5. Результаты измерений и вычислений (Таблицы, примеры расчетов, оценки погрешностей)
Таблица 1. Результаты измерения и погрешности
Материал |
№ |
U, В |
U, В |
|
` |
` |
m1, кг |
1 |
1 |
5,130 |
0,2534 |
45 |
39 |
0,2 |
0,255 |
2 |
5,360 |
0,0234 |
45 |
38 |
1,2 |
0,255 |
|
3 |
5,352 |
0,0314 |
45 |
41 |
1,8 |
0,255 |
|
4 |
5,620 |
0,2366 |
45 |
40 |
0,8 |
0,255 |
|
5 |
5,455 |
0,0716 |
45 |
38 |
1,2 |
0,255 |
|
Ср. |
5,383 |
0,1230 |
45 |
39,2 |
1,04 |
0,255 |
|
2 |
1 |
4,657 |
0,172 |
45 |
31 |
0,4 |
0,255 |
2 |
4,354 |
0,131 |
45 |
32 |
0,8 |
0,255 |
|
3 |
4,836 |
0,351 |
45 |
30 |
1,4 |
0,255 |
|
4 |
4,143 |
0,342 |
45 |
33 |
1,6 |
0,255 |
|
5 |
4,435 |
0,050 |
45 |
31 |
0,4 |
0,255 |
|
Ср. |
4,485 |
0,209 |
45 |
31,4 |
0,92 |
0,255 |
|
3 |
1 |
3,671 |
0,2594 |
45 |
25 |
1,4 |
0,255 |
2 |
3,360 |
0,0516 |
45 |
23 |
0,6 |
0,255 |
|
3 |
3,352 |
0,0596 |
45 |
23 |
0,6 |
0,255 |
|
4 |
3,320 |
0,0916 |
45 |
24 |
0,4 |
0,255 |
|
5 |
3,355 |
0,0566 |
45 |
23 |
0,6 |
0,255 |
|
Ср. |
3,4116 |
0,1037 |
45 |
23,6 |
0,72 |
0,255 |
|
4 |
1 |
1,964 |
0,0654 |
45 |
5 |
0,8 |
0,255 |
2 |
2,132 |
0,1026 |
45 |
6 |
0,2 |
0,255 |
|
3 |
1,899 |
0,1304 |
45 |
6 |
0,2 |
0,255 |
|
4 |
2,211 |
0,1816 |
45 |
5 |
0,8 |
0,255 |
|
5 |
1,941 |
0,0884 |
45 |
7 |
1,2 |
0,255 |
|
Ср. |
2,029 |
0,1140 |
45 |
5,8 |
0,64 |
0,255 |
Таблица 2. Результаты расчетов
Материал |
№ |
t, с |
t, c |
k |
Wk, дж |
W`k, дж |
W`k, дж |
Wвн, дж |
Wвн, дж |
k |
1 |
1 |
8,810-5 |
310-5 |
0,87 |
0,298 |
0,227 |
0,0026 |
0,0171 |
0,04 |
0,1 |
2 |
6,410-5 |
210-5 |
0,85 |
0,298 |
0,216 |
0,0136 |
0,082 |
0,02 |
0,1 |
|
3 |
6,410-5 |
210-5 |
0,91 |
0,298 |
0,250 |
0,0204 |
0,048 |
0,01 |
0,1 |
|
4 |
3,710-5 |
1,310-5 |
0,89 |
0,298 |
0,239 |
0,0094 |
0,059 |
0,001 |
0.1 |
|
5 |
5,410-5 |
1,710-5 |
0,85 |
0,298 |
0,216 |
0,0136 |
0,082 |
0,02 |
0,1 |
|
Ср. |
6,110-5 |
210-5 |
0,87 |
0,298 |
0,230 |
0,0119 |
0,068 |
0,02 |
0,1 |
|
2 |
1 |
1,410-4 |
4,710-5 |
0,7 |
0,298 |
0,146 |
0,0038 |
0,152 |
0,004 |
0,1 |
2 |
1,810-4 |
5,910-5 |
0,6 |
0,298 |
0,155 |
0,0052 |
0,143 |
0,005 |
0,09 |
|
3 |
1,210-4 |
4,410-5 |
0,7 |
0,298 |
0,137 |
0,0128 |
0,161 |
0,01 |
0,1 |
|
4 |
2,110-4 |
7,910-5 |
0,5 |
0,298 |
0,165 |
0,0152 |
0,133 |
0,01 |
0,1 |
|
5 |
1,710-4 |
5,210-5 |
0,7 |
0,298 |
0,146 |
0,0038 |
0,152 |
0,004 |
0,1 |
|
Ср. |
1,610-4 |
5,610-5 |
0,64 |
0,298 |
0,149 |
0,0081 |
0,149 |
0,0066 |
0,09 |
|
3 |
1 |
2,710-4 |
9,910-5 |
0,6 |
0,298 |
0,096 |
0,0106 |
0,202 |
0,01 |
0,06 |
2 |
3,210-4 |
1010-5 |
0,5 |
0,298 |
0,081 |
0,0044 |
0,217 |
0,004 |
0,04 |
|
3 |
3,310-4 |
1,0310-4 |
0,5 |
0,298 |
0,081 |
0,0044 |
0,217 |
0,004 |
0,04 |
|
4 |
3,310-4 |
1,0710-4 |
0,6 |
0,298 |
0,088 |
0,0026 |
0,21 |
0,002 |
0,06 |
|
5 |
3,2710-4 |
1,0210-4 |
0,5 |
0,298 |
0,081 |
0,0044 |
0,217 |
0,004 |
0,04 |
|
Ср. |
3,210-4 |
1,0210-4 |
0,54 |
0,298 |
0,085 |
0,0052 |
0,213 |
0,0048 |
0,05 |
|
4 |
1 |
6,310-4 |
2,110-4 |
0,2 |
0,298 |
3,910-5 |
5,110-3 |
0,29 |
0,005 |
0.04 |
2 |
5,810-4 |
210-4 |
0,1 |
0,298 |
5,610-3 |
0,410-3 |
0,29 |
0,005 |
0,03 |
|
3 |
6,510-4 |
2,410-4 |
0,1 |
0,298 |
5,610-3 |
0,410-3 |
0,29 |
0,005 |
0,04 |
|
4 |
5,610-4 |
2,110-4 |
0,2 |
0,298 |
3,910-5 |
5,110-3 |
0,29 |
0,005 |
0,03 |
|
5 |
6,410-4 |
2,210-4 |
0,2 |
0,298 |
7,610-3 |
2,410-3 |
0,2904 |
0,005 |
0,04 |
|
Ср. |
6,110-4 |
2,210-4 |
0,15 |
0,298 |
5,210-3 |
2,710-3 |
0,295 |
0,005 |
0,03 |
Пример расчетов для первого случая:
Найдем погрешность
В,
далее найдем
.
Теперь рассчитаем время удара
с.
Погрешность времени равна
с.
Коэффициент восстановления относительной скорости равен
,
Теперь рассчитаем кинетическую энергию, но сначала рассчитаем
м/с,
тогда
Дж.
Далее найдем кинетическую энергию после столкновения: но сначала найдем
м/с,
тогда
Дж.
Следовательно, Дж. Теперь рассчитаем часть кинетической энергии, которая в результате удара перешла во внутреннюю Дж. Аналогичные расчеты проводятся и для других случаев.