Измерения

Определите взвешиванием массу пули. Установите маятник, прибор Поля и стойку для крепления ружья так, чтобы ось ствола ружья была параллельна оси двигателя и совпадала с осью цилиндра маятника. Возьмите два бумажных диска диаметром 26 см и поместите оба диска в зажимы на ось двигателя. Для этого нужно отвернуть гайку, крепящую вал, и сдвинуть вал влево. После этого зажимы для дисков легко снимаются с вала.

Насадите оба зажима с дисками на ось двигателя и закрепите их на расстоянии 15-30 см.

Пустите в ход двигатель. Когда установится постоянная скорость вращения, измерьте число оборотов двигателя в минуту с помощью электронного тахометра. Для этого включите клавишу «100», присоедините к валу мотора тахометр и нажмите кнопку, расположенную на корпусе тахометра. Держать кнопку в нажатом состоянии можно не более 5 секунд. По шкале прибора определите частоту вращения мотора. Скорость вращения также можно найти, используя паспортные данные двигателя. Тщательно определите положение указателя маятника по шкале.

Затем произведите выстрел. Пуля пробьет оба диска. Немедленно замерьте по шкале крайнее положение указателя при отклонении маятника. Остановите двигатель и определите угол поворота дисков за время полета пули между ними. Так как этот угол мал, то дугу АВ можно заменить хордой АВ.

Отметьте пробоины в дисках и повторите измерения с другими пулями. Вычислите средние скорости движения пули, определенные отдельно кинематическим и динамическим методом. Оцените погрешность измерений. Длина нити подвеса и масса маятника дается в лаборатории.

Данные измерений и расчетов оформите в таблицы.

Дополнительное задание (не обязательное для всех)

Изготовив первый (по ходу пули) диск из двойного листа бумаги, вновь определите скорость полёта пули кинематическим методом. Сравните полученное значение скорости с предыдущим и проверьте, существенно ли влияет толщина диска на результаты эксперимента. Если влияние существенно, введите необходимую поправку в найденную величину скорости пули.

Массу пули удобно определять с помощью торсионных весов. Торсионные весы предназначены для быстрого и точного взвешивания тел малой массы. Данные весы имеют предел измерений 500 мг. Основным элементом торсионных весов является плоская спиральная пружина, которая закручивается под действием взвешиваемого предмета. Общий вид торсионных весов WT изображен на рис 4.

Правильная установка весов проверяется по уровню 1, чашка 2 находится на конце подвижного рычага и предохранена стеклянным ограждением. Регулировочная головка 3 служит для подвода неподвижной стрелки на нулевое деление. Головка 4 используется при фактическом взвешивании, эта головка вращает барабан со шкалой, на которой отсчитываются измеренные величины. Рычаг 5 предназначен для блокировки подвижного рычага.

Правила измерения на весах.

Проверьте установку весов по уровню 1. При закрытых дверцах разблокируйте подвижный рычаг, установив красную точку 5 на нуль. Вращением головки 4 установите стрелку на красную черту, определяющую положение равновесия. Вращением головки 3 установите неподвижную стрелку на нулевое деление шкалы.

Приступая к взвешиванию, следует открыть ограждение чашки. Чашка 2 является очень точной частью и чувствительной к повреждению, поэтому будьте осторожны!

Возьмите испытуемый образец, осторожно поместите его на чашу весов. После этого закройте ограждение. Левую головку 4 вращайте от себя до тех пор, пока подвижная стрелка не достигнет красной черты равновесия. После отсчета результата, шкалу установите при помощи головки 4 в исходное (нулевое) положение. Заблокируйте весы рычагом 5, поставив красную точку на Z. Осторожно снимите взвешиваемый образец с чаши весов, закройте дверцу.

Напомним, что массу образца на торсионных весах отсчитывают в миллиграммах.

Контрольные вопросы

1. Чем определяется точность эксперимента?

2. Как зависит точность результатов от скорости пули, от скорости вращения дисков, от толщины бумаги, от расстояния между дисками? Каковы способы экспериментальной проверки влияния всех этих факторов?

3. Можно ли пользоваться выше приведенной теорией, если скорость пули имеет заметную составляющую в направлении, перпендикулярном к плоскости колебания маятника?

4. Почему неравенство t<<T служит условием применимости закона сохранения импульса (момента импульса)?

5. При выводе маятник предполагался математическим. Каковы основания для этого?

6. Для чего подвес маятника делается бифилярным?

ЛИТЕРАТУРА

1. Сивухин Д.В. Общий курс физики: В 5 т. Т.1. Механика.—М.: Наука,1979.— §§ 3, 10-12, 24, 25, 26, 30, 32-35, 41.

2. Хайкин С.Э. Физические основы механики. — М.: Наука, 1971.— §§ 13, 14, 22, 26, 29-32, 67, 68, 89, 70, 71, 94, 95.

3. Стрелков С.П. Механика—М.:Наука, 1965.— §§ 16-19, 24, 25, 26, 33, 50-54, 59, 124.

4. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности.—М.: Высшая школа, 1976. — §§ 9, 22, 24-26, 42, 44, 49, 50, 51.

5. Савельев И.В. Курс общей физики:В 3 т. Т.1.—М.: Наука, 1977.— §§ 8, 9, 18, 24, 27-29, 38, 39, 41, 53.

6. Бурсиан Э.В. Физические приборы.—М.:Просвещение, 1984.—

§ 6, 13.

Дата добавления: 2015-05-10