Центральный удар шаров. Потеря энергии при ударе

ФИЛИАЛ в г.Нижневартовске

Отчет
по лабораторной работе № 1

По курсу: «Механика и молекулярная физика»

На тему: Определение ускорения свободного падения.

Выполнил студент Муфтахов Р.З.

Группа НДбз 16-2

Проверил Косьянов П.М.

Нижневартовск 2016

Лабораторная работа №1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ

Цель работы:определить величину ускорения свободного падения экспериментальным путем, исследуя падение тел определенной массы с различной высоты, применяя законы прямолинейного равноускоренного движения.

Оборудование:ЛКМ,пушка механическая, направляющий стержень со шкалой, спусковое устройство, фотодатчики, таймер, линейка, грузики: стальной (m=22.7 г) и алюминиевый (m =6.6 г), калькулятор.

Описание установки:пушка устанавливается вертикально (рис.1). Пружина пушки не используется. Зацеп удерживает грузик и находится в нижнем фиксированном положении.

Рис.1.Пушка механическая установленная вертикально

При отпускании грузика с высоты х+h, где х - начальная высота грузика над первой парой фотодатчиков, h = 250 мм расстояние между первой и второй парами фотодатчиков, определяется время пролета между парами датчиков. Место крепления пушки в ЛКМ-1 втулка вблизи переднего края платформы. Измерения проводятся по три раза с разных фиксированных значений х.

Ход работы:

Используется формула для нахождения пути при прямолинейном равноускоренном движении (1), определяется ускорение свободного падения а:

(1)

Так как , то ,

, ,

, следовательно

и , поэтому (2)

где х₁ — расстояние между начальным положением грузика и первой парой фотодатчиков, м; - расстояние между фотодатчиками, ( м); - время полета грузика между фотодатчиками, с. По формуле (2) рассчитываются значения g, результаты заносятся в таблицу. Находится средняя величина ускорения свободного падения и погрешность измерения:

где n — количество замеров

расчет погрешности по формуле ;

результат

Таблица

Расчет ускорения свободного падения стального грузика

X1, м	t, с	g , м/с2
0.017	0.178	8.85
0.178	8.85
0.178	8.85
0.045	0.152	9.57
0.152	9.16
0.152	9.95
0.07	0.138	9.47
0.138	9.47
0.138	9.47

Вывод: определил величину ускорения свободного падения экспериментального пути, исследуя падение тел определенной массы с различной высоты, применяя законы прямолинейного равноускоренного движения.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тюменский Индустриальный»

ФИЛИАЛ в г.Нижневартовске

Отчет
по лабораторной работе № 2

По курсу: «Механика и молекулярная физика»

На тему: Центральный удар шаров. Потеря энергии при ударе.

Выполнил студент Муфтахов Р.З.

Группа НДбз 16-2

Проверил Косьянов П.М.

Нижневартовск 2016

Лабораторная работа №2

Центральный удар шаров. Потеря энергии при ударе

Цель работы:Определить силу удара и сохранение энергии при центральном ударе шаров из различных металлов.

Оборудование:ЛКМ,панель с двумя опорами подвесов и арретиром; подвес шара с пружинным держателем; шары: стальной ( ) – 2 шт., алюминиевый ( ) - 2 шт., латунный ( ) - 2 шт.

Рис. 1. Модуль «Удар шаров»

Ход работы:

В держатели шаров на подвесах вставляются пара шаров. Первый откланяется на заданный угол, фиксируется. Фиксатор отпускается, первый шар падает и ударяет неподвижный второй шар. Опытным путем определяется угол отклонения покоящегося шара после удара, данные заносятся в таблицу.

Таблица 1

Определение угла отклонения покоящегося шара

Ударяющий шар	Покоящийся шар	Угол отклонения ударяющего шара	Угол отклонения покоящегося шара
Латунь	Сталь	37,5°	20°
Сталь	латунь	37,5°	15°

Используя законы сохранения импульса и энергии (1) выводятся формулы нахождения скоростей шаров после соударения:

(1)

где - масса ударяющего шара, - масса покоящегося шара,

V₁ - скорость ударяющего шара до соударения,

V₁' - скорость ударяющего шара после соударения,

V₂' - скорость покоящегося шара после соударения.

Так как , то

где высота падения шара

- длина подвеса шара ( )

При абсолютно упругом ударе:

; ;

При реальном ударе:

где V_real - скорость шара в опыте

V_ideal - скорость шара при абсолютно упругом ударе

E_real - энергия шара в опыте

E_ideal - энергия шара при абсолютно упругом ударе

,

где - потеря энергии в процентах

По полученным значениям составим таблицу 2

Таблица 2

Расчет скорости, энергии и потерь энергии
при центральном ударе шаров

Ударяю­щийся шар	Покоя­щийся шар
латунь	сталь	1,06	0,136	0,785	47,2
сталь	латунь	0,881	0,097	0,028	71,13

Вывод: Определил силу удара и сохранению энергии для центрального удара шаров из различных металлов.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тюменский Индустриальный»

ФИЛИАЛ в г.Нижневартовске

Отчет
по лабораторной работе № 3

По курсу: «Механика и молекулярная физика»