Описание установки
Общий вид прибора для проверки закона сохранения импульса представлен на рис.2.
На основании прибора закреплена колонка с двумя кронштейнами. На верхнем кронштейне укреплен горизонтальная траверса; на ней подвешены шары 1 и 2 и укреплен вороток, служащий для установки расстояния между шарами. Длина подвесов шаров регулируется винтами 3. На нижнем кронштейне закреплены угольники со шкалами 4 для регистрации углов отклонения подвесов шаров от исходного вертикального положения.
На специальных направляющих укреплен электромагнит 5, удерживающий шар 1 в состоянии исходного отклонения. Сила электромагнита регулируется винтом 6.
На лицевой панели основания расположены кнопки "Сеть", "Сброс" и "Пуск".
Порядок выполнения работы
1. Нажатием клавиши "Сеть" включить сетевое напряжение. После этого прибор готов к работе.
2. Отжать клавиши "Сброс" и "Пуск" ( индикаторы этих клавиш при этом показывают цифры "0" ).
3. Первую серию опытов провести с шарами разных масс. Провести
корректировку осевой установки шаров. Удар должен быть центральным, т.е. до и после удара шары двигаются вдоль прямой, проходящей через их центры. Для этого риски на шарах нужно довести до одного уровня.
Установить электромагнит на выбранном расстоянии. Винтом 6 отрегулировать силу электромагнита, чтобы он смог удержать шар.
4. 1-й (правый) шар отклонить к электромагниту для удержания электромагнитом (при этом клавиши "Пуск" и "Сброс" отжаты); левый шар оставить неподвижным.
5. Нажать клавишу "Пуск" (при этом 1-й шар перестает удерживаться электромагнитом); по шкалам 4 определить углы β2 и β1 , на которые подвесы шаров после удара отклонятся от вертикального направления.
Результаты занести в таблицу 1.
После измерения вновь отжать клавиши "Пуск" и "Сброс".
Таблица 1
№ наблюден. |
Шары разных масс m1 = m2 = |
Шары равных масс m1 = m2 = |
||||
Углы |
α1 |
β1 |
β2 |
α1 |
β1 |
β2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
Средн. зн. углов |
|
|
|
|
|
|
Средние значения скоростей
|
V1 |
U1 |
U2 |
V1 |
U1 |
U2 |
Импульсы шаров
|
m1V1 |
m1U1 |
m2U2 |
m1V1 |
m1U1 |
m2U2 |
Импульсы Систем
|
До удара |
После удара |
До удара |
После удара |
||
6. Измерения углов β2 и β1 провести 10 раз, найти средние значения этих углов.
7. С помощью линейки измерить длину подвесов шаров l - от точки подвеса до центра шара.
8. С помощью аналитических весов определить массы шаров.
Провести новую серию опытов с шарами одинаковых масс. Для это-
го повторить операции по пунктам 2 - 8.
Результаты занести в таблицу 1. Отключить прибор от сети.
По формулам (4) и (6) вычислить средние значения скоростей ша-
ров V1, U1 и U2. Для этого в формулы подставить средние значения углов, рассчитанных в пункте 6 «порядка выполнения работы» - отдельно для каждой серии измерений. Результаты расчетов занести в таблицу 1.
12. По усредненным значениям скоростей для каждой серии измерений рассчитать импульсы системы до и после соударений. Результаты занести в таблицу 1.
13. Проанализировать полученные результаты с точки зрения закона сохранения импульса.