3. Контрольные вопросы.
1. Что называется импульсом системы тел?
2. В чем заключается закон сохранения импульса?
3. Что представляет собой энергия механической системы?
4. В чем заключается закон сохранения энергии?
5. Какой удар называется центральным, прямым, упругим?
6. В каком случае тела, участвующих в упругом ударе, обмениваются скоростями?
7. В чем заключается метод определения скорости шаров в данной лабораторной работе?
8. Почему
при данном
методе измерений
нельзя отводить
шары на
угол
?
4. Домашнее задание.
Для выполнения работы необходимо изучить следующие вопросы курса физики: импульс тела, замкнутая система тел, закон сохранения импульса, полная энергия механической системы, закон сохранения энергии, прямой центральный упругий удар.
5. Лабораторное задание.
Два упругих шара одинаковой массы подвешены на двойных нитях (бифилярный подвес) к горизонтальным стержням, закрепленных в стене (рис. 1). Такой способ подвеса применяется для того, чтобы движение шариков проходил в одной плоскости. На стене закреплена угломерная шкала, большое деление которой равно 1º.
Рис. 1.
Метод измерения
заключается в
том, что по
длине подвеса
шарика l
и углу
отклонения нити
подвеса от
вертикали
можно определить
ее скорость
υ до
удара, и после удара u .
Если шарик
отвести в сторону
на угол
,
ее центр тяжести
поднимется на высоту
h, а
сам шарик
получит дополнительную
потенциальную энергию
.
При
возвращении
шарики в
положение равновесия до
момента удара эта
энергия перейдет
в кинетическую
.
По закону сохранения энергии
(10)
откуда
(11)
С рисунка 1 видно, что
(12)
Откуда следует, что
(13)
При малых углах отклонения
і
Поэтому
(14)
и, таким образом,
(15)
при подсчете
по этой формуле
угол
следует выражать
в радианах
(1º=0,017 рад).
Аналогично по углу отклонения шарика после удара и длине подвеса определяется скорость шара после удара. Для определения длины подвеса рулеткой измеряется расстояние от точки подвеса до поверхности шара, штангенциркулем диаметр шара, и складываются расстояния от точки подвеса до поверхности шара и его радиус.
При таком методе измерения импульс шарика вычисляться по формулам:
до удара:
,
(16)
после удара:
(16а)
а кинетическая энергия по формулам:
до удара:
(17)
после удара:
(17)