Задание

1. Установите подвижные грузы M на минимальном расстоянии от оси вращения и, сделав 2–3 выстрела, определите приближенно угол отклонения θ ₁ маятника при попадании в него пули.

2. Оцените по формуле (7) Δθ _сист. Для этого отклоните маятник из положения равновесия на угол θ ₁, отпустите без толчка и измерьте

амплитуду θ ₂ второго отклонения маятника в ту же сторону. Измерения повторите три раза и найдете среднее арифметическое значение θ ₂. Результате измерений занесите в табл. 1.

Таблица 1

θ1	θ 2,1	θ 2,2	θ 2,3		Δθ сист	Δθ о

Сравните найденное значение Δθ _сист с погрешностью Δθ _о измерений угла по шкале устройства (Δθ _о равно половине цены деления шкалы).

3. Определите Т_о. Для этого измерьте периоды колебаний маятника Т₁ и Т₂ при двух различных положениях R₁ ≈ R_min и R₂ ≈ R_max пар подвижных грузов M. Результаты измерений занесите в табл. 2

Таблица 2

R1

Δ R1

R2

Δ R2

T1

T2

M

Io

Δ Io

4.Установив на расстоянии R ≈ R_min грузы M, измерьте отклонение маятника θ = θ _max и прицельное расстояние l в серии из четырех выстрелов. Результаты измерений занесите в табл. 3.

Таблица 3

l1

l2

L3

l4

Δ l

θ 1

θ 2

θ 3

θ 4

Δθ

Δ T

Δ υо

Пользуясь соотношением (5), определите скорость пули.

Можно ли утверждать, что скорость пуль в серии выстрелов одинакова в пределах точности измерений или имеется разброс в скорости пуль от выстрела к выстрелу?

5. Измерьте приближенно глубину S_о, на которой пуля застревает при попадании в маятник. Оцените по формуле (8) время соударения τ пули с маятником, полагая в (8) n = 10. Убедитесь в том, что неравенство (6) в условиях опыта действительно выполняется.

Задачи

1. Два тела (m ₁=3 кг, m ₂=2 кг), двигавшиеся навстречу друг другу (υ₁ =2 м/c, υ ₂=3 м/с) после неупругого удара:

Ответы: 1) будут двигаться вправо со скоростью 2 м/с; 2)будут двигаться вправо со скоростью 1 м/с; 3) остановятся; 4) будут двигаться влево со скоростью 1 м/с; 5) будут двигаться со скоростью 2 м/с.

2. Чему равен модуль изменения импульса тела массой m при абсолютно упругом ударе о

некоторую плоскую поверхность, как показано на рисунке?

Ответы: 1) mυ cosα; 2) 2 mυ cosα; 3) mυ sinα; 4) 2 mυ sinα; 5) mυ (cosα–sinα)

3. Тело массой 0,2 кг падает с высоты 1 м с ускорением 8м/с. Найти изменение импульса.

Ответы: 1) 10,3 кг^.м/с; 2) 0,6 кг^.м/с; 3) 0,8 кг^.м/с; 4) 3,2 кг^.м/с; 5) 1,2 кг^.м/с.

4. Два шара массами 6 кг и 4 кг движутся вдоль одной прямой со скоростями 8 м/с и 3 м/с. С какой скоростью они будут двигаться после абсолютно неупругого удара, если первый шар догоняет второй?

Ответы: 1) 12,7 м/с; 2) 10 м/с; 3) 5,7 м/с; 4) 6 м/с; 5) 8,0 м/с.

5. Снаряд массой 100 кг, летящий горизонтально вдоль железнодорожного пути со скоростью 500 м/с, попадает в вагон с песком массой 10 т и застревает в нем. Найти скорость вагона, если он двигался со скоростью 10 м/с навстречу снаряду

Ответы:1) 7,62 м/с; 2) 12,8 м/с; 3) 9,35 м/с; 4) 4,54 м/с; 5) 5,76 м/с.

6. Молекула массой 5^.10^–26 кг, летящая со скоростью 500 м/с, упруго ударяется о стенку под углом 30⁰ к перпендикуляру. Найти импульс силы, полученный стенкой при ударе:

Ответы: 1) 7,26^.10^–23 Н^.с; 2) 9^.10^–22 Н^.с; 3) 2,34^.10^–22 Н^.с; 4) 6,8^.10^–22 Н^.с; 5) 4,32^.10^–23 Н^.с.

Контрольные вопросы

1. Выведите формулу (1): .

2. На основании полученных вами данных оцените постоянную момента упругих сил D.

3. По экспериментальным результатам оцените кинетическую энергию маятника: .

4. Оцените, какая часть кинетической энергии пули при ударе переходит в теплоту.

Литература

1. Каленков С. Г., Соломахо Г. И. Практикум по физике. М.: 1990, Высшая школа.

2. Сивухин Д. В. Общий курс физики. М.:1989, Механика, т.1.

3. Детлаф А. А., Яворский Б. М. Курс физики М.: 1989.

Лабораторная работа 1.9