Порядок выполнения работы. 1. Как следует из формулы (5), для нахождения скорости пули необходимо определить четыре величины: m

1. Как следует из формулы (5), для нахождения скорости пули необходимо определить четыре величины: m, M, T, . Массы маятника – M и пули m определяются взвешиванием на весах.

2. Период колебаний маятника определяется с помощью секундомера. Для этого из-под маятника выдвигают скамью с линейкой и станком для ружья и дают возможность маятнику свободно колебаться. Измеряя время, в течении которого маятник совершает, скажем, десять колебаний и, поделив это время на число колебаний, находят время одного колебания, т.е. период Т. Для нахождения в установке имеется бегунок (1) (см. рис. 2), который легко может перемещаться по линейке. Отклоняясь, банка с пластилином усиками (2) увлекает за собой бегунок. По линейке (3) находят величину , измеряют массу пули на весах. Банку снимают с подвесов и тоже взвешивают на весах. Подвесив банку на место, измеряют секундомером период ее колебаний T. Затем в станке закрепляют ружью. Установленное защитное стекло ни в коем случае не снимать! Ружье заряжают и производят выстрел. Выстрелы производят несколько (5‑6) раз и после каждого выстрела записывают показания бегунка в таблицу 1.

3. Погрешность в определении скорости пули определяется погрешностями m, M, , и Т, однако, погрешности этих величин сильно отличаются друг от друга. Наибольший разброс дает величина , поэтому при определении ошибок измерений погрешности в определении m, M, Т можно считать равными нулю, это предположение незначительно занижает ошибку (как именно, оцените сами), но сильно сокращает объем вычислений. Для нахождения погрешности измерений находят

(6)

и

(7),

здесь n – число выстрелов, отклонение бегунка при i – ом выстреле. Затем находят отклонения:

D = –

и среднюю квадратичную ошибку измерения:

(8)

зная D , находят относительную ошибку в определении скорости:

(9)

а затем и

.

4. Результаты заносят в таблицу 1:

Таблица 1.

n			D	D		dV	DV
1.
2.
...

5. Оцените силу, развивающуюся при ударе пули о банку. Подумайте, что еще нужно для этого измерить. Проведите эти измерения.

6. По результатам опыта определите кинетическую энергию пули перед ударом и кинетическую энергию банки после удара. Сравните их. Объясните результаты.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. На сколько процентов меньше Вы получили ошибку в измерении скорости пули, пренебрегая погрешностями m, M, T?

2. Какое движение совершает маятник: поступательное или вращательное?

3. Почему при выводе формулы (5) мы не учитываем момент инерции банки относительно ее центра инерции?

4. Почему при выводе формулы (5) мы пользовались законом сохранения энергии, ведь кроме силы тяжести на маятник действует еще и силы натяжения нитей?

5. Почему при ударе пули о банку не выполняется закон сохранения энергии (см. задание 6)? В самом деле, передача импульса от пули к банке обусловлена силой трения между пулей и пластилином, при этом закон сохранения импульса выполняется. Но та же самая сила трения передает банке и кинетическую энергию. Почему же банка получает лишь очень малую часть потерянной пулей кинетической энергии?

Дата добавления: 2014-11-29