ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Установка состоитиздвух шаров 1 и 2 (рис.2.1), подвешенных на практичес­ки нерастяжимых нитях длиной l. Электро-магнит 3 может удерживать правый шар в отклоненном положе­нии. Отклонение шаров от положения равновесия отс­читывается по круговой шкале 4. Электронный блок 5 включает и выключает магнит и измеряет время взаимодействия шаров.

ВЫВОД РАСЧЕТНОЙ ФОРМУЛЫ

Для экспериментальной проверки закона сохранения импульса на данной установке необходимо определить скорости шаров в момент, непосредственно предшествующий удару, и скорости шаров послеих соударения. На установке правый шар с массой m₁ отводят от по­ложения равновесия на угол a₀ (рис. 2.2) и отпускают. Скорость этого шара перед ударом можно определить по углу его отклонения от вертикали, исходя из закона сохранения энергии:

(3) Высоту можно выразить через угол :

Для малых углов , тогда .

Подставляя полученное выражение для h в уравнение (2.7), находим скорость первого шара в момент, непосредственно предшествующий удару

(4)

По аналогичной формуле можно определить и скорости шаров после удара

и (5)

Для этого нужно определить углы, на которые отклоняются шары пос­ле удара и .

На установке можно изучать абсолютно упругий и неупругий удары. В эксперименте скорости шаров после удара направлены вдоль той же прямой, что и скорость первого шара до удара - по горизон­тали вдоль оси x (рис.2.2).

Закон сохранения импульса для абсолютно упругого и неупругого ударов можно записать в про­екции на ось x в скалярной форме, учитывая, что до удара второй шар покоился, и :

,

Выражая скорости шаров через углы отклонения по формуле (2.9 и 2.10) и учитывая, что на данной установке , получаем расчетные формулы для проверки закона сохранения импульса для абсолютно уп­ругого (6) и неупругого (7) ударов:

(6)

, (7)

где - угол отклонения правого шара в начальный момент, и - углы отклонения правого и левого шара от вертикали после абсолютно упругого удара, - угол отклонения шаров после абсолютно неупругого удара.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Нажмите клавишу «сеть».

2. Отожмите клавишу «пуск»

3. Прижмите правый шар к электромагниту.

4. Определите начальный угол отклонения правого шара

5. Нажмите клавишу «сброс» (при этом на цифровом табло высвечиваются нули).

6. Нажмите клавишу «пуск» и измерьте углы, на которые отклоняются шары от положения равновесия сразу после удара и . Измерения углов повторите не менее 3 раз. Данные измерений зане­сите в таблицу 1.

Так как одному наблюдателю невозможно определить сразу два значения, то рекомендуется поступить так: сначала измерить угол отклонения одного шара , затем произвести повторный удар из того же начального положения и измерить угол отклонения второго шара .

Поиск по сайту: