КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Проверка закона сохранения импульса тел при упругом соударении
Ученики 10-1 класса
Степанов Илья
Новиков Артём
5 декабря 2013 г.
Цель работы:
Изучить законы сохранения импульса и энергии и применить их к описанию упругого центрального удара двух тел.
Оборудование:
Два стальных шара разной массы на длинных подвесах, линейка измерительная, весы с разновесами, лабораторный штатив.
Цифрами на рисунке обозначены:
1,2 – шары разных масс m1 и m2;
3 – весы с разновесами;
4 – штатив;
5 – измерительная линейка.
Краткая теория:
Определение: Замкнутой системой тел называют механическую систему тел, на которую не действуют внешние силы.
В любой замкнутой системе тел геометрическая сумма их импульсов остаётся неизменной. Наиболее простой случай взаимодействия тел, в котором можно экспериментально проверить закон сохранения импульса, - прямой удар упругих шаров.
Если массы шаров равны m1 и m2,а их скорости до столкновения v1 и v2, то на основании закона сохранения импульса можно записать:
m1v1 + m2v2 = m1u1+ m2u2
где u1 и u2 –скорости шаров после столкновения.
Если один из шаров до столкновения покоился v2=0, то выражение закона сохранения импульса упростится:
m1v1 = m1u1+ m2u2
При прямом ударе оба шара после удара движутся по одной прямой, поэтому от векторной формы записи закона сохранения импульса можно перейти к алгебраической.
Описание установки: установка состоит из двух стальных шаров на длинных бифилярных подвесах (двух нитях) и измерительной линейки, расположенной под шарами. Центры масс соприкасающихся шаров лежат на одном уровне от точек подвеса.
Ход работы:
Отведём шар большей массы в сторону и отпустим его. Произойдёт упругий удар шаров.
Так как 
, то по закону сохранения импульса:
, где
Найдём скорости шаров до, и после столкновения. Для этого воспользуемся законом сохранения энергии.
Отсюда:
Получим, что
где 
- максимальное отклонение шара большей массы до и после удара, 
- максимальное отклонение шара меньшей массы после удара.
При малых углах отклонения 
, можно заменить соответствующими величинами, отсчитанными по горизонтальной шкале.
Запишем полученные данные в таблицу 1:
| № |  , кг
|  , кг
| L, м |  , м
|  , м
| , м
| 
| 
| 
| 
| 
| 
|
| 1. | 0.129 | 0.093 | 0.40 | 0.050 | 0.030 | 0.024 | 0.247 | 0.149 | 0.119 | 0.032 | 0.019 | 0.011 |
| 2. | 0.055 | 0.033 | 0.025 | 0.272 | 0.163 | 0.124 | 0.035 | 0.021 | 0.012 | |||
| 3. | 0.060 | 0.032 | 0.027 | 0.297 | 0.158 | 0.134 | 0.038 | 0.020 | 0.012 | |||
| 4. | 0.065 | 0.034 | 0.028 | 0.322 | 0.168 | 0.139 | 0.041 | 0.022 | 0.013 | |||
| 5. | 0.070 | 0.036 | 0.029 | 0.347 | 0.173 | 0.144 | 0.045 | 0.023 | 0.013 |
Проверим выполнение закона сохранения импульса для нашей системы тел:
Вывод по работе:
На практике было изучено и подтверждено то, что в замкнутой системе тел геометрическая сумма импульсов остаётся неизменной, то есть выполняется закон сохранения импульса, на примере упругого нейтрального соударения двух металлических шаров.
Дата добавления: 2015-09-13; просмотров: 469; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав |
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Энергия упругих деформаций | | | Марковские случайные процессы |