Главная страница
Навигация по странице:

  • Выполнил студент группы №202 Зверев Алексей Проверил преподаватель Шадрин Г.А.

  • ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА И ЭНЕРГИИ ПРИ СТОЛКНОВЕНИИ ШАРОВ Цель работы

  • Приборы и их характеристики

  • Эскиз и расчётные формулы

  • Методика эксперимента и обработка результатов: Задание №1.

  • Запись окончательного результата

  • Лабораторная работа11. Сургутский Государственный Университет Кафедра общей физики Отчёт


    Скачать 0.53 Mb.
    НазваниеСургутский Государственный Университет Кафедра общей физики Отчёт
    АнкорЛабораторная работа11.doc
    Дата07.05.2017
    Размер0.53 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаЛабораторная работа11.doc
    ТипОтчет
    #2810
    КатегорияФизика

    Сургутский Государственный Университет

    Кафедра общей физики



    Отчёт

    По лабораторной работе №1


    Название:
    Изучение законов сохранения импульса




    и энергии при столкновении шаров









    Выполнил студент группы №202 Зверев Алексей

    Проверил преподаватель

    Шадрин Г.А.








    Сургут-2000



    ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА И ЭНЕРГИИ ПРИ СТОЛКНОВЕНИИ ШАРОВ

    Цель работы: исследование столкновений тел; проверка закона сохранения импульса (количества движения); определение времени соударения; нахождение коэффициентов восстановления скорости и потери механической энергии.

    Приборы и их характеристики: Маятники левый и правый, состоящие из металлического или пластилинового шаров с нониусом. Экспериментальная установка имеющая:

    • Электромагнит для фиксации правого маятника;

    • Миллисекундометр для измерения времени соударения;

    • Левую и правую шкалы для определения угла отскока и бросания;

    Погрешность измерения миллисекундометра равна 0,005 мкс; погрешность измерения угла отскока примем равную 0,25.

    Эскиз и расчётные формулы:

    1. Для измерений столкновений двух стальных шаров:



    Формула для определения средней силы взаимодействия шаров: где





    1. Для измерений двух столкновений двух пластилиновых шаров:

    формула для определения коэффициента потери механической энергии.

    Методика эксперимента и обработка результатов:

    Задание №1. Исследование неупругих столкновений тел.

    Определяем углы отклонения и время соударения. Измерения проводим пять раз и результаты заносим в таблицу №1.

    Таблица №1.

    m1=171, m2=113г., l=0,395м.




    о=11

    о=12

    о=13

    о=14

    о=15




    1

    2



    1

    2



    1

    2



    1

    2



    1

    2



    1

    0,25

    10

    126

    0,5

    11,25

    123

    1

    12

    123

    1,25

    13,5

    130

    1,5

    14,5

    101

    2

    0,25

    10,5

    118

    0,75

    11,25

    138

    0,75

    12,5

    116

    1

    13,25

    110

    1,25

    14,75

    106

    3

    0,25

    10,25

    139

    0,5

    11,5

    119

    1

    13

    116

    1,25

    13,75

    106

    1,5

    14,5

    107

    4

    0,5

    10,75

    117

    0,5

    11,75

    127

    0,75

    12,25

    112

    1

    13

    100

    1,75

    14,5

    116

    5

    0,25

    10,75

    123

    0,25

    11,25

    123

    1

    12,75

    113

    0,75

    14

    104

    1,25

    15,25

    104

    ср

    0,3

    10,45

    124,6

    0,5

    11,4

    126

    0,9

    12,5

    116

    1,05

    13,5

    110

    1,45

    14,7

    106,8



    0,21

    0,43

    11

    0,27

    0,32

    9,1

    0,23

    0,52

    5,4

    0,3

    0,48

    14,7

    0,3

    0,43

    7


    Определяем погрешность проделанных измерений по следующей формуле:



    На основе известной формулы определяем среднюю силу взаимодействия шаров, полученные результаты заносим в таблицу №2:

    Дляо=11:

    Дляо=12:

    Дляо=13:

    Дляо=14:

    Дляо=15:

    Таблица №2.




    о

    1

    2

    ,с



    о-1

    2-1

    1

    11

    0,3

    10,45

    124,6

    0,16

    10,7

    10,15

    2

    12

    0,5

    11,4

    126

    0,18

    11,5

    10,9

    3

    13

    0,9

    12,5

    116

    0,22

    12,1

    11,6

    4

    14

    1,05

    13,5

    110

    0,27

    12,95

    12,45

    5

    15

    1,45

    14,7

    106,8

    0,3

    13,55

    13,25


    Строим график зависимости 2 от (о-1):

    Погрешность разности (о-1), находим по следующей формуле:подставив значения получаем следующие результаты:

    Х1

    Х2

    Х3

    Х4

    Х5

    0,7

    0,54

    0,25

    0,28

    0,2

    Проводим прямую линейной зависимости через точки в пределах погрешности.



    Вывод: Закон сохранения импульса (m11=m1u1+m2u2) определяет линейную зависимость между скоростями 1, u1 и u2, а так как эти скорости линейно связаны с соответственными углами (0, 1 ,2) - то и линейную зависимость между углами 0, 1 , 2. Поэтому, если график зависимости 2 от (0 - 1), полученный экспериментально, оказался прямой (с учетом погрешности), то это будет свидетельствовать о выполнении закона сохранения импульса. Так же определив тангенс угла наклона линейной зависимости мы получили результат 1,5, а это в свою очередь равно .

    Строим график зависимости (2-1) от о, и находим коэффициент изменения скорости К, как тангенс угла наклона линейной зависимости. Погрешность разности (2-1), определяем по следующей формуле:подставив значения переменных получаем следующие результаты:

    у1

    у2

    у3

    у4

    у5

    0,7

    0,54

    0,26

    0,28

    0,2

    Проводим прямую линейной зависимости через точки в пределах полученных погрешностей точек.



    Из графика видно что отрезку на оси У равному 2, соответствует отрезок на оси Х равный 2,5. Отсюда тангенс угла наклона линейной зависимсти,

    значит коэффициент восстановления скорости равен К=0,8.

    Строим график зависимости 2 от о, и определяем угловой коэффициент как тангенс угла наклона линейной зависимости:

    Погрешность у принимаем равной погрешности 2 (см. табл.№1).



    Из полученного графика видно что, отрезкут на оси У равному 1, соответствует отрезок на оси Х равный 1. Тогда тангенс угла наклона, следовательно угловой коэффициент равен а=1.

    Определяем значение коэффициента потери механической энергии , используя значение К из предыдущего графика, по следующей формуле:



    Задание 2. Исследование полностью неупругих столкновений тел.

    Определяем угол отскока  при этом должно произойти залипание шаров. Результаты заносим в таблицу №3.

    Таблица №3.

    m1=171г., m2=112г., l=0,395м.




    о=9

    о=10

    о=11

    о=12

    о=13














    1

    7

    7,25

    8

    8,5

    9

    2

    6,75

    7,5

    7,75

    8

    8,75

    3

    6,5

    6,75

    7,5

    7,75

    8,5

    4

    6,75

    7,25

    8,25

    8

    9

    5

    7

    7,5

    8

    8,25

    8,25

    ср

    6,8

    7,25

    7,9

    8,1

    8,7



    0,3

    0,41

    0,55

    0,38

    0,43

    Определяем погрешность проделанных измерений по следующей формуле:


    Строим график зависимости  от о:

    Погрешность у принимаем равную погрешности  (см. табл. №3).



    Вычисляем коэффициент потерь механической энергии , по формуле:



    Вывод: Так как график зависимости  от 0 в пределах погрешности измерений является прямой, то это свидетельствует о выполнении закона сохранения импульса при полностью неупругом столкновении тел.
    Запись окончательного результата:




    о=11

    о=12

    о=13

    о=14

    о=15



    0,16

    0,186

    0,22

    0,27

    0,3

    К=0,8

    =1

    упр=0,13

    неупр=0,52

    Вывод: Закон сохранения импульса определяет линейную зависимость между скоростями 1, u1 и u2, а так как эти скорости линейно связаны с соответственными углами (0, 1 ,2) - то и линейную зависимость между углами 0, 1 , 2. Полученные графики зависимости получились прямой (с учетом погрешности), т.е это линейная зависимость значит мы доказали то что в этой работе выполняется закон сохранения импульса.
    написать администратору сайта