Лабораторная работа «Изучение закона сохранения импульса при упругом ударе шаров»

Оборудование: штатив, лоток дугообразный, шары 2 шт., линейка миллиметровая, листы белой и копировальной бумаги, весы учебные, гири.

Содержание и метод выполнения работы

По закону сохранения импульса при любых взаимодействиях тел векторная сумма импульсов тел до взаимодействия равна векторной сумме импульсов тел после взаимодействия, если эти тела составляют замкнутую систему.

В справедливости этого закона можно убедиться на опыте, исследуя столкновения шаров на установке, изображенной на рисунке. Для сообщения шару определенного импульса в горизонтальном направлении используют наклонный лоток с горизонтальным участком. Шар, скатившись с лотка, движется по параболе до удара о поверхность стола. Горизонтальная составляющая скорости шара и его импульса во время свободного падения не изменяется, так как нет сил, действующих на шар в горизонтальном направлении. Определив импульс первого шара до столкновения, ставят на краю лотка второй шар и запускают первый шар таким же образом, как и в первом опыте. После соударения в горизонтальном направлении слетают с лотка оба шара. По закону сохранения импульса

Где и импульсы первого и второго шара до соударения, а и импульсы первого и второго шара после соударения.

Если оба шара до и после столкновения движутся вдоль одной прямой и в одном и том же направлении, то можно перейти к алгебраической форме.

Так как скорость второго шара до столкновения была рана нулю, то выражение упрощается

Массы шаров можно измерить с помощью весов. Так как во время полета шара в горизонтальном направлении на шар не действуют никакие силы, шар в горизонтальном направлении движется равномерно.

В вертикальном направлении шар совершает свободное падение под действием силы тяжести, поэтому время падения с высоты H равно

Таким образом, измерив высоту Н, с которой падают шары и дальность полета S, можно вычислить их скорости.

Поиск по сайту: