Файл: Методические указания к лабораторным работам по дисциплине Общая физика раздел Механика для студентов технических специальностей.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 628
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
(4.3) т.е. векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, есть величина постоянная.При движении материальной точки массой в силовом поле будет изменяться и ее кинетическая и ее потенциальная энергии. Из опыта установлено: — изменение кинетической энергии, — изменение потенциальной энергии.Следовательно,Отсюда получим: (4.4) это математическое выражение закона сохранения и превращения энергии в механике.Таким образом полная энергия изолированной системы материальных точек, равна сумме кинетической энергии точек и потенциальной энергии их взаимодействия и есть величина постоянная: (4.5)В механике под ударом понимают кратковременное взаимодействие двух или более тел, возникающее в результате их соприкосновения.Удар называется прямым, если перед ударом скорости центров инерции соударяющихся тел параллельны линии удара.Центральным называется удар, если центры соударяющихся тел лежат на линии удара.Существуют два вида удара: абсолютно упругий и абсолютно неупругий удар.Абсолютно упругий удар – это такой удар, при котором механическая энергия тел не переходит в другие, немеханические виды энергии.Абсолютно неупругий удар характеризуется тем, что потенциальная энергия деформации не возникает, а кинетическая энергия тел превращается полностью или частично во внутреннюю энергию. При абсолютно неупругом ударе выполняется закон сохранения суммарной энергии – механической и внутренней.
5.1.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8 ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ СТОЛКНОВЕНИЯ ТЕЛЦель работы : Изучить закон сохранения импульса при упругом ударе.Оборудование: Установка для упругого соударения шаров FPM - 08, миллиметровая линейка. 5.1.I. Теоретическое обоснование метода.Рассмотрим систему состоящую из двух шаров, подвешенных на практически нерастяжимых нитях (рис. 18).Шары подвешены так, что при их соударении происходит центральный удар.Отведем шар 2 от положения равновесия на угол и отпустим его. Возвращаясь в положение равновесия и обладая в момент, предшествующий удару скоростью , он передает импульс левому шару 1. применяя закон сохранения импульса имеем: (4.6)где - масса бьющего шара, - масса покоящегося шара, - скорость бьющего шара перед ударом, - скорость бьющего шара после удара, - скорость покоящегося шара перед ударом, - скорость покоящегося шара после удара.Шар, отведенный от положения равновесия на угол , обладает запасом потенциальной энергии: Эта энергия в начальный момент соударения полностью переходит в кинетическую энергию: ,
2 1 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 23 20 22 21Общий вид FPM – 08.Рисунок 19.Основание 1 оснащено регулируемыми ножками 2, которые позволяют произвести выравнивание прибора.В основании закреплена колонка 3, к которой прикреплен нижний кронштейн 4 и верхний кронштейн 5.На верхнем кронштейне прикреплены кронштейны со стержнями 6 и вороток 7, служащий для установки расстояния между шарами. На стержнях 6 помещены передвигаемые держатели 8 с втулками 9, фиксированные при помощи болта 10 и приспособленные к прикреплению подвесов 11. Через подвесы проведены провода 12, подводящие напряжение к подвесам 13, а через них к шарам 14. после отвинчения винтов в подвесах 11 можно установить длину подвески шаров.На нижнем кронштейне закреплены угольники со шкалами 15, 16, а на специальных направляющих электромагнит 17.После отвинчения болтов 18, 19, электромагнит можно передвигать вдоль шкалы и фиксировать высоту его установки. Силу электромагнита можно регулировать воротком 23.
Угольники со шкалами могут передвигаться вдоль нижнего кронштейна. Для изменения их положения надо отпустить гайки 2, подобрать положение угольников, а затем довинтить гайки.К основанию прибора привинчен микросекундомер 21 – передающий через разъем 22 напряжение к шарам и электромагниту. 5.1.3. Порядок выполнения работы.1) Определяют массы шаров
5.1.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8 ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ СТОЛКНОВЕНИЯ ТЕЛЦель работы : Изучить закон сохранения импульса при упругом ударе.Оборудование: Установка для упругого соударения шаров FPM - 08, миллиметровая линейка. 5.1.I. Теоретическое обоснование метода.Рассмотрим систему состоящую из двух шаров, подвешенных на практически нерастяжимых нитях (рис. 18).Шары подвешены так, что при их соударении происходит центральный удар.Отведем шар 2 от положения равновесия на угол и отпустим его. Возвращаясь в положение равновесия и обладая в момент, предшествующий удару скоростью , он передает импульс левому шару 1. применяя закон сохранения импульса имеем: (4.6)где - масса бьющего шара, - масса покоящегося шара, - скорость бьющего шара перед ударом, - скорость бьющего шара после удара, - скорость покоящегося шара перед ударом, - скорость покоящегося шара после удара.Шар, отведенный от положения равновесия на угол , обладает запасом потенциальной энергии: Эта энергия в начальный момент соударения полностью переходит в кинетическую энергию: ,
(4.7)
Из треугольника АВС (см. рис. 18) следует:
Откуда
(4.8)
Подставляя в уравнение (4.7) значение (4.8), получим:
Аналогично:
и
(4.9)
где
и
- углы отклонения от положения равновесия покоящегося и бьющего шаров после удара.
5.1.2. Описание установки
Общий вид прибора для исследования столкновения шаров представлен на рисунке 19.

2 1 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 23 20 22 21Общий вид FPM – 08.Рисунок 19.Основание 1 оснащено регулируемыми ножками 2, которые позволяют произвести выравнивание прибора.В основании закреплена колонка 3, к которой прикреплен нижний кронштейн 4 и верхний кронштейн 5.На верхнем кронштейне прикреплены кронштейны со стержнями 6 и вороток 7, служащий для установки расстояния между шарами. На стержнях 6 помещены передвигаемые держатели 8 с втулками 9, фиксированные при помощи болта 10 и приспособленные к прикреплению подвесов 11. Через подвесы проведены провода 12, подводящие напряжение к подвесам 13, а через них к шарам 14. после отвинчения винтов в подвесах 11 можно установить длину подвески шаров.На нижнем кронштейне закреплены угольники со шкалами 15, 16, а на специальных направляющих электромагнит 17.После отвинчения болтов 18, 19, электромагнит можно передвигать вдоль шкалы и фиксировать высоту его установки. Силу электромагнита можно регулировать воротком 23.
Угольники со шкалами могут передвигаться вдоль нижнего кронштейна. Для изменения их положения надо отпустить гайки 2, подобрать положение угольников, а затем довинтить гайки.К основанию прибора привинчен микросекундомер 21 – передающий через разъем 22 напряжение к шарам и электромагниту. 5.1.3. Порядок выполнения работы.1) Определяют массы шаров