2015-10-16
825
3. Постройте график зависимости 
от отношения масс двух шаров.
Контрольные вопросы и задания.
1. Что называют столкновением материальных тел?
2. Какие физические явления происходят при столкновении двух шаров?
3. Как записываются законы сохранения импульса и энергии при столкновении?
4. Какие столкновения называются абсолютно упругими, неупругими?
5. При каких условиях соударение называется центральным ударом?
Лабораторная работа 1-8
НеУпругие столкновения
Цель работы: изучение теории неупругого столкновения
Теория
Существует два предельных случая соударения: абсолютно упругий и абсолютно неупругий удары. При абсолютно упругом ударе между телами действуют только абсолютно упругие силы. Их действие не приводит к превращению механической энергии в тепловую. То есть, при абсолютно упругом ударе тел, составляющих замкнутую систему*, выполняются оба закона сохранения: закон сохранения импульса и закон сохранения механической энергии. После абсолютно упругого соударения скорости тел различны, и тела могут двигаться в разных направлениях.
При абсолютно неупругом ударе потенциальная энергия тел полностью или частично превращается в их внутреннюю энергию. При таком ударе совсем не происходит упругой деформации тел (как впрочем при любом неупругом ударе) и закон сохранения механической энергии не выполняется, но выполняется для соударяющихся тел закон сохранения импульса. При этом после взаимодействия тела движутся в одном направлении и с одинаковой по величине скоростью.
В данной работе неупругий удар изучается с помощью баллистического маятника. Баллистический маятник схематически представляет собой установку, изображенную на рис.1. В маятник в горизонтальном направлении стреляют снарядом, имеющим массу 
и скорость 
. Снаряд прилипает к маятнику и сообщает общей массе системы некоторую скорость 
. Если время соударения снаряда с маятником 
мало по сравнению с периодом колебания 
, маятник не успевает заметно отклониться от исходного положения за время соударения. Это значит, что во время удара не возникают силы, стремящиеся вернуть маятник в исходное положение. В этом случае систему «снаряд - маятник» можно рассматривать как замкнутую и применить к ней законы сохранения. После попадания снаряда в маятник, он начинает совершать колебания вокруг вертикальной оси. Считая удар полностью неупругим и пренебрегая силами трения, на основании закона сохранения момента импульса (момент импульса системы до удара равен моменту импульса после удара) можно написать:
. (1)
где – масса снаряда, 
- его скорость, R - расстояние от оси вращения до центра масс грузов, 
масса одного груза, 
- момент инерции маятника без грузов, 
– расстояние от оси вращения до точки удара пули, 
- его угловая скорость после соударения со снарядом. Из выражения (1) следует, что
. (2)
Величины 
могут быть непосредственно измерены. Поэтому для определения скорости снаряда нужно найти начальную угловую скорость маятника и его момент инерции .
