Соударение тел.

При ударе шарика массой m₀ массивное тело запас кинетической энергии перед ударом расходуется на энергию упругих деформаций и частично рассеивается, то есть система взаимодействующих тел диссипативная. Во второй стадии удара энергия упругих деформаций вновь переходит в кинетическую энергию шарика после удара . В процессе удара импульс шарика изменит свою величину и направление и станет равным . В соответствии со вторым законом Ньютона (1.4) имеем

, (2.11)

где - средняя по времени сила, действующая на шарик за время соударения .

С учетом того, что скорости шарика до и после удара направлены в противоположные стороны, то формула для расчета силы удара принимает вид

. (2.12)

По третьему закону Ньютона такая же по величине, но противоположная по направлению сила будет действовать на массивное тело . Массу шарика можно определить по известной плотности (для стали 7850 кг/м³) и измерениями диаметра шарика

. (2.13)

Время соударения в данной работе находится из сравнения его со временем свободного движения шарика от электромагнита к массивному телу можно по формуле

. (2.14)

Для сравнения времени соударения со временем движения используется устройство измерения времени ИВ с вольтметром, при этом измеряются разности потенциалов между обкладками конденсатора, заряжаемого во время движения или во время соударения . Устройство содержит источник тока с ЭДС , поэтому разность потенциалов пропорциональна времени зарядки конденсатора

, (2.15)

где - заряд на одной из пластин конденсатора, - электроемкость конденсатора, и - сопротивления.

По значениям , и можно определить время соударения . (2.16).