3.Схема экспериментальной установки и оборудование:

1.Рельс.

2.Тележки.

3.Плоские пластины, длиной 10 см.

4.Штекеры с резинкой и пластинкой для изучения упругого удара или с иглой и пробкой для изучения неупругого удара.

5.Стартовая система.

6.Световые барьеры.

7.Измерительный прибор.

4.Основные расчетные формулы:

1. Импульс тела: Р = m∙v, где

m – масса тела,[ m]= кг;

v – скорость тела, [v ]=м/с

2. Формула кинетической энергии первого тела до взаимодействия: W₁₀ = m_1∙v₁₀²/2, где

m₁ - масса тела1,[ m₁ ]=кг;

v₁₀ – скорость до взаимодействия,[ v₁₀ ]= м/с

3. Формула кинетической энергии системы при абсолютно неупругом ударе: W = (m₁+m₂)∙v²/2, где

m₂ – масса тела2, [m₂ ]= кг;

v – скорость тел после взаимодействия,[ v ]=м/с

4. Экспериментальное значение количества тепла, выделившееся при абсолютно неупругом ударе: Q_эксп = W₁₀ – W, где

Q_эксп – экспериментальное количество тепла,[ Q_эксп ]=Дж

5. Зависимость количества тепла Q_т от отношения масс (m₂/ m₁), если ударяемое тело2 неподвижно: Q_т = W_{10 ∙}[(m₂/ m₁) / 1+(m₂/ m₁)], где

Q_т - теоретическое количество тепла ,[ Q_т ] = Дж

Формулы погрешностей косвенных измерений:

Абсолютная погрешность косвенных измерений:

1.Погрешность скорости:

ΔV₁₀=V ΔV₁=V

2.Погрешность косвенных измерений импульса:

ΔP=P

3.Погрешность косвенных измерений кинетической энергии:

ΔW=W

4.Погрешность косвенных измерений экспериментального значения количества теплоты:

Погрешности прямых измерений:

∆m =10^-3кг;

∆t =10^-3с;

∆l = 5∙10^-4м

Постоянные данные: =0.1 м

Таблицы результатов измерений:

Изучение упругого столкновения.

Таблица 1

№ опыта	t10, (c)	v10, (м/с)	t1, (с)	v1, (м/с)
1	0,165	0,606	0,178	0,562
2	0,168	0,595	0,180	0,556
3	0,168	0,595	0,178	0,562
4	0,166	0,602	0,179	0,559
5	0,164	0,610	0,176	0,568

Согласно теории при m₂>>m₁ и когда второе тело неподвижно (v₂₀=0) практически v₁=-v₁₀, т.е. тело отскакивает назад без потери скорости.

Таблица 2. Результаты измерений времени пересечения светового барьера при упругом столкновении.

№ опыта	m1, (кг)	m2, (кг)	l, (м)	t10, (с)	t1, (с)	t2, (с)	v10, (м/с)	v1, (м/с)	v2, (м/с)
1	0,4	0,4	0,1	0,153	0	0,168	0,654	0	0,595
2	0,4	0,65	0,1	0,157	1,414	0,223	0,637	0,071	0,448
3	0,4	0,7	0,1	0,155	0,899	0,232	0,645	0,111	0,431
4	0,4	0,75	0,1	0,157	0,725	0,246	0,637	0,138	0,407
5	0,4	0,8	0,1	0,154	0,618	0,250	0,649	0,162	0,400

Таблица 3. Результаты измерений масс, импульса и кинетических энергий.

№ опыта	м1, (кг)	m2, (кг)	p10, (кг∙м/с)	p1, (кг∙м/с)	p2, (кг∙м/с)	p2- p1, (кг∙м/с)	W10, (Дж)	W1, (Дж)	W2, (Дж)	W2-W1, (Дж)
1	0,4	0,4	0,262	0	0,238	0,238	0,0855	0,0000	0,0708	0,0708
2	0,4	0,65	0,255	0,0284	0,291	0,263	0,0812	0,0010	0,0652	0,0642
3	0,4	0,7	0,258	0,0444	0,302	0,257	0,0832	0,0025	0,0650	0,0626
4	0,4	0,75	0,255	0,0552	0,305	0,250	0,0812	0,0038	0,0621	0,0583
5	0,4	0,8	0,260	0,0648	0,320	0,255	0,0842	0,0052	0,0640	0,0588

На основе вычисленных значений можно сделать ввод, что в процессе работы выполняются законы сохранения импульса и энергии.