Файл: Лабораторная работа 2 Упругие и неупругие удары по курсу Физика 1 Тема Законы сохранения Цель работы Выбрать физические модели для анализа взаимодействия двух тел.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.12.2023

Просмотров: 228

Скачиваний: 15

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Лабораторная работа № 2 «Упругие и неупругие удары» по курсу «Физика 1»Тема 3. Законы сохраненияЦель работы:

  • Выбрать физические модели для анализа взаимодействия двух тел.

  • Исследовать физические характеристики, сохраняюшиеся при столкновениях.

  • Экспериментальное определение зависимости тепловыделения при неупругом столкновении от соотношения масс при разных скоростях.

  1. Зарисовка модели «Упругие и неупругие соударения»:
Эксперимент 1. Абсолютно упругий удар

  1. Проведем измерения для абсолютно упругого удара тележек и запишем данные в таблицу 2.
Таблица 2Результаты измерений и расчетов для абсолютно упругого удара

Номер измерения


m2, кг
, м/с
, м/с
, Дж
, Дж

1
1
-0,7
3,3
6,00
5,90

2
2
-2,00
2,00
8,00
8,00

3
3
-2,8
1,2
10,00
10,00

4
4
-3,3
0,7
12,00
11,87

5
5
-3,7
0,3
14,00
13,92

6
6
-4,00
0,00
16,00
16,00

7
7
-4,2
-0,2
18,00
17,78

8
8
-4,4
-0,4
20,00
20,00

9
9
-4,5
-0,5
22,00
21,38

10
10
-4,7
-0,7
24,00
24,54

  1. Рассчитаем кинетические энергии системы до и после соударения по формулам
Полученные значения занесем в таблицу 2.Вывод: Из таблицы 2 видно что, при абсолютно упругом столкновении кинетическая энергия до столкновения равна кинетической энергии после столкновения.Эксперимент 2. Абсолютно неупругий удар ( )

  1. Вывод формулы для относительной величины тепловой энергии δ при
Абсолютно неупругий удар - столкновение двух тел, после которого форма и размеры тел не восстанавливаются, тела “слипаются” и движутся как одно целое с одной скоростью. Суммарный импульс двух неупруго сталкивающихся тел сохраняется, а кинетическая энергия становится меньше, так как часть энергии переходит в конечном итоге в тепловую:Используя, определение импульса и определение абсолютно неупругого удара, преобразуем закон сохранения импульса, спроектировав его на ось , вдоль которой движутся тела, в следующее уравнение:а закон для кинетической энергии преобразуем в такое уравнение: .Помножив и разделив второе уравнение на и используя первое уравнение, получим:Относительная величина тепловой энергии равна отношению
,где .Если

  1. Проведем измерения и расчет ξ, и для абсолютно неупругого удара тележек при и запишем данные в таблицу 3.
Таблица 3Результаты измерений и расчетов для абсолютно неупругого удара

Номер измерения


m2, кг
, м/с
, Дж
, Дж




β
ξ

1
1
0,7
6,00
0,73
0,88
0,88
-1
2,00

2
2
0,0
8,00
0,00
1,00
1,00
-1
1,00

3
3
-0,4
10,00
0,40
0,96
0,96
-1
0,60

4
4
-0,7
12,00
1,47
0,88
0,88
-1
0,50

5
5
-0,9
14,00
2,84
0,80
0,80
-1
0,40

6
6
-1,0
16,00
4,00
0,75
0,75
-1
0,33

7
7
-1,1
18,00
5,45
0,70
0,70
-1
0,29

8
8
-1,2
20,00
7,20
0,64
0,64
-1
0,25

9
9
-1,3
22,00
9,30
0,58
0,58
-1
0,22

10
10
-1,3
24,00
10,14
0,57
0,57
-1
0,20

  1. Рассчитаем по формуле

  1. Рассчитаем по выведенной формуле и внесем значения в таблицу 3.

  2. Построим график зависимости δ(ξ).

Вывод: При абсолютно неупругом ударе при равенстве масс и скоростей сталкивающихся тел кинетическая энергия равна нулю и полностью переходит в тепловую, а с ростом массы второго тела направление движения ударившихся тел меняется на противоположное и все большее количество кинетической энергии переходит в тепловую и относительная величина тепловой энергии стремится к 1. Эксперимент 3. Абсолютно неупругий удар при m1 = m2.

  1. Вывод формулы для относительной величины тепловой энергии δ при m1 = m2
Относительная величина тепловой энергии равна отношению: ,где .Если

  1. Проведем измерения и расчет β, и для абсолютно неупругого удара тележек при m1 = m2 и запишем данные в таблицу 4.
Таблица 4Результаты измерений и расчетов для абсолютно неупругого удара

Номер измерения



, м/с
, м/с
, Дж
, Дж




β
ξ

1
0
1
4,00
2,00
0,50
0,50
0,00
1

2
-0,2
0,9
4,04
1,62
0,60
0,60
-0,10
1

3
-0,4
0,8
4,16
1,28
0,69
0,69
-0,20
1

4
-0,6
0,7
4,36
0,98
0,78
0,78
-0,30
1

5
-0,8
0,6
4,64
0,72
0,84
0,84
-0,40
1

6
-1
0,5
5,00
0,50
0,90
0,90
-0,50
1

7
-1,2
0,4
5,44
0,32
0,94
0,94
-0,60
1

8
-1,4
0,3
5,96
0,18
0,97
0,97
-0,70
1

9
-1,6
0,2
6,56
0,08
0,99
0,99
-0,80
1

10
-1,8
0,1
7,24
0,02
1,00
1,00
-0,90
1

  1. Рассчитаем по формуле

  1. Рассчитаем по выведенной формуле и внесем значения в таблицу 3.

  2. Построим график зависимости δ(β).

Вывод: При равенстве масс, сталкивающихся тел и с увеличением скорости второго тела кинетическая энергия столкнувшихся тел уменьшается, а тепловая энергия возрастает.

Смотрите также файлы