Файл: Исследование столкновения шаров.doc

. (9)

W₁= 2·m₁ ·g·l· sin² .(10)

W₂=2·m₂ ·g·l· sin² . (11)

W = 2·g·l· (m₁ ·sin² + m₂ ·sin² ).

После неупругого удара энергия шаров

W₃ = 2(m₁ + m₃)· g·l ·sin² ,(12)

Коэффициент восстановления энергии для упругого удара

ε =W_к /W.(13)

Коэффициент восстановления энергии для неупругого удара

ε =W_к /W₃.(14)

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Основание прибора установлено на регулирующих ножках, которыми можно установить прибор по уровню.

На основании закреплена колонка с нижним и верхним кронштейнами. На верхнем кронштейне укреплены стержни и вороток для установки расстояния между шарами. На стержнях надеты держатели и втулки, фиксируемые винтами с подвесками шаров. На нижнем кронштейне закреплены шкалы и электромагнит. Электромагнит можно передвигать вдоль шкалы и фиксировать винтами угол отклонения шара α_0.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. 
   Подвесить упругие стальные шары и отцентрировать их при помощи винтов во втулке, меняя длину нитей. Записать значения масс m₁ и m₂.
   
2. 
   Установить шары и электромагнит в одной плоскости при помощи держателя и винтов.
   
3. 
   Привести шары в соприкосновение воротком.
   
4. 
   Сдвинуть шкалы так, чтобы «0» шкалы совпал с острием подвеса.
   
5. 
   Установить электромагнит на заданный угол по шкале.
   
6. 
   Включить прибор в сеть, нажать клавишу «СЕТЬ».
   
7. 
   Отжать клавишу «ПУСК».
   
8. 
   Первый шар отклонить к электромагниту и зафиксировать исходный угол отклонения α₀, записать значение α₀.
   
9. 
   Нажать клавишу «ПУСК».
   
10. 
    После первого удара шаров измерить углы максимального отклонения ударяющего α₁ и ударяемого α₂ шаров.
    
11. 
    Опыт повторить 5 раз и данные занести в табл.1.
    
12. 
    Вычислить средние значения α₀ , α₁ , α₂ и занести в таблицу 1.
    

---

12. 
    Заменить левый шар пластилиновым, записать величину его массы m₃.
    
13. 
    Проделать снова операции по пунктам 2-9.
    
14. 
    Измерить угол отклонения пластилинового шара α₃.
    
15. 
    Опыт повторить 5 раз и данные занести в табл.1.
    
16. 
    Вычислить средние значения α₃.
    

Таблица 1

	m1 =	m2 =	m1 +m3 =
	α1,0	α2,0	α3,0
1
2
3
4
5
ср.

12. По формулам (3), (4), (5) и (7) найти скорости шаров после удара, по формулам (1), (2) и (6) – их импульсы.

13. Определить по формулам (8) – (12) – энергии шаров до и после удара.

14. Результаты вычислений занести в таблицу 2.

15. Определить коэффициент восстановления энергии для упругого и неупругого ударов по формулам (13), (14).

16. Сравнить значения импульса для упругого удара до удара р₀ и после р и р₀ с р₃ для неупругого удара.

17. Сравнить значения энергий до удара W_к с энергией после удара W для упругого удара и W_к с W₃ для неупругого удара.

Таблица 2

	До удара	Упругий удар	Неупругий удар
Скорость, м/с	υ0=	υ1= υ2 =	υ3 =
Импульс,	p0 =	p =	p3 =
Энергия, Дж	Wк =	W =	W3 =

---

23.Найти энергию, затраченную на деформацию пластилинового шара:

W_д = W_к - W₃

24. Сделать выводы о выполнимости законов сохранения энергии и импульса при упругом и неупругом ударах.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. 
   Сформулировать законы сохранения энергии и импульса.
   
2. 
   Дать определение упругого и неупругого ударов.
   
3. 
   Как выполняются законы сохранения энергии и импульса при упругом и неупругом ударах?
   
4. 
   Что такое коэффициент восстановления? Каким он должен быть при упругом и неупругом ударах?
   
5. 
   Вывести формулу (3) для скорости шара υ₀ в момент удара.
   
6. 
   Дать определение упругой и пластической деформаций.
   

1>

---