До и после взаимодействия

1.Выберите два тела примерно одинаковой массы, определите её и запишите m₁ и m₂ в табл. 1.

2.Определите скорость тела 1 при свободном движении. Для этого взведите пружинный механизм, зафиксировав его в первом пазу. Шайбу 1 вставьте в направляющие до упора. Запишите её начальные координаты (см. рис. 2). Произведите выстрел и занесите в табл. 1 координату х крайней точки шайбы.

Таблица 1

Начальные координаты и массы тел	m1= (кг) х01,= (мм) у01= (мм)	m2= (кг) х02,= (мм) у02= (мм)
Конечные координаты тел
при свободном движении	после взаимодействия
№ п.п.	х, мм	х1,мм	у1,мм	х2,мм	у2,мм
Среднее
Приращение координаты Δ
Расстояние

3. При тех же условиях повторить опыт еще 5 раз. Результаты занесите в табл. 1 и рассчитайте среднее значение и расстояние (1).

4. Установите тело 1 в исходное положение. Тело 2 установите в одном из закрашенных кругов. Запишите начальные координаты крайних точек второго тела (рис. 2). Произведите выстрел и занесите в табл. 1 координаты крайних точек тел.

5.При тех же условиях повторите опыт еще 5 раз. Результаты занесите в табл.1. Рассчитайте средние значения приращения координат и перемещения тел и .

6. Рассчитайте по формуле (9) величины, пропорциональные проекциям импульсов тел на оси координат до и после соударения, и занесите результаты в табл.2.

Таблица 2

Импульс	До удара	После удара
Вдоль оси X
Вдоль оси У

Сравните результаты и сделайте выводы.

Рассчитайте величины, пропорциональные энергиям до и после соударения (см. формулу (10 и 11)) и занесите результаты в табл. 3.

Таблица 3

Энергия	До удара	После удара
Коэффициент восстановления

9. Сделайте выводы.

10. Повторите опыт по пп. 1-9 для тел разной массы. Результаты занесите в таблицы, аналогичные табл. 1-3.

Задание 2. Простейшая оценка погрешности измерений

В качестве систематической погрешности в данных опытах следует взять приборную погрешность, равную цене деления измерительного прибора.

Случайная погрешность определяется по разбросу выборки-

где и максимальное и минимальное значение измеряемой величины в серии из N повторных измерений. Этой границе доверительного интервала, совпадающего с Δ, соответствует доверительная вероятность

1. В табл. 4 занесите средние значения прямых измерений, выполненных в одном из упражнений и значения погрешностей этих величин — систематической и случайной.

2. Для каждой величины выберете наибольшую из погрешностей, рассчитанных в п. 1 и определите наибольшую относительную погрешность 8 измерения каждой величины. В окончательном выводе следует отметить для каких величин желательно увеличить (и как?) точность измерений, а для каких её можно и уменьшить без ущерба для конечного результата.

Таблица 4

Величина	Значение	Абсолютная погрешность	Наибольшая из них
систематич. Δs	случайная Δ	абсолют. Δ	относит. δ
m1, (кг)
m2, (кг)
х01, (мм)
у01, (мм)
х02, (мм)
у02, (мм)
х1, (мм)
у1, (мм)
х2, (мм)
у2, (мм)

3. Погрешность измерения величины импульса и энергии в первом приближении можно считать равной (во всяком случае не выше) относительной погрешности менее точно измеренной величины (в табл. 4). С учетом этого сделайте вывод о выполнении законов сохранения импульса и энергии либо о причинах их невыполнении в проведенных опытах и степени упругости ударов.

Контрольные вопросы для допуска к работе

1.Какой удар называется центральным?

2.Какой удар называется нецентральным?

3.Сформулируйте закон сохранения импульса ЗСИ.

4.Как записывают ЗСИ: а) для замкнутой механической системы; б) при упругом центральном ударе двух тел; в) при неупругом центральном ударе?

5.Как записывают закон сохранения механической энергии (ЗСМЭ) при упругом центральном ударе двух тел?

6.В каких ударах выполняются: а) ЗСМЭ; б) ЗСИ; в) оба закона?

7.Почему соударяющиеся шайбы можно считать замкнутой системой?

8.Как записывают ЗСИ при измерениях в упругом и неупругом ударах?

9.От каких величин зависит: а) скорость ударяющего тела; б) импульс и скорость тел после неупругого удара?

10.Какие прямые измерения необходимо сделать в работе для проверки выполнения ЗСИ?

11.От чего зависит направление движения тел после нецентрального удара?

Задание на СРС. Проработать следующие вопросы

и задания к сдаче отчета

1.Понятие механической системы. Что такое замкнутая система? Что такое консервативная система?

2.Что называется импульсом тела? Что называется импульсом механической системы?

3.Что называется кинетической, потенциальной, полной механической энергией системы?

4.Что называется моментом импульса системы?

5.Дайте устные и аналитические формулировки законов сохранения импульса, механической энергии и момента импульса.

6.Роль законов сохранения в физике.

7.Когда для описания физических систем использование законов сохранения оказывается предпочтительнее по сравнению с использованием законов динамики?

8.Приведите примеры процессов в реальных системах, когда эти системы можно считать замкнутыми. Выбор обоснуйте.

9. Почему силы возникающие при ударе, велики?

10. Почему к явлению удара можно применить закон сохранения количества движения?

11. Почему в данной работе можно применить закон сохранения энергии?

12. К какому моменту времени относятся уравнения

(1)

(2)

13. Объясните, почему скорость шара после соударения равна нулю?

14. Каков будет характер движения шаров после удара, если оба электромагнита выключить?

15. Сформулируйте закон сохранения момента количества движения.

16. Запишите закон сохранения момента количества движения для случая абсолютно упругого удара нули.

17. Можно ли считать, что кинетическая энергия пули в случае неупругого удара плотностью переходит в потенциальную энергию маятника?

18. Выведите формулу погрешности. Какими членами в формуле погрешности можно пренебречь?

19 Как практически определить момент инерции системы?

Дата добавления: 2015-06-26