Описание экспериментальной установки. Установка состоит из крутильного маятника и пружинного пистолета

Установка состоит из крутильного маятника и пружинного пистолета. Крутильный маятник (рис. 1) состоит из двух металлических стержней, соединенных между собой.

На концах горизонтального стержня укреплены металлические пластинки с пластилином. По стержню могут перемещаться два металлических цилиндра (груза).

Для измерения угла поворота маятника имеется шкала, проградуированная в градусах. Маятник укреплен на кронштейне при помощи стальной проволоки. При отклонении маятника от положения равновесия проволока деформируется и в результате возникает момент упругих сил, пропорциональный углу закручивания маятника.

ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Разместить цилиндры на наибольшем расстоянии R₁ от оси вращения и провести измерение этого расстояния (это расстояние между осью вращения и центром масс одного из цилиндров). Произвести установку маятника так, чтобы левая площадка с пластилином совпадала с нулевым делением шкалы.

После этого произвести выстрел и отсчитать величину наибольшего угла отклонения маятника от положения равновесия. (Полученный результат выразить в радианах.) Затем определить время десяти полных колебаний маятника и рассчитать период колебаний маятника T₁. Опыт повторить не менее 3 раз.

Уменьшить момент инерции маятника, максимально приблизив цилиндры к оси вращения. Измерить расстояние R₂ между осью маятника и центром одного из цилиндров. Отклонить маятник от положения равновесия и определить время десяти полных колебаний маятника. Рассчитать величину периода колебаний T₂. Опыт повторить не менее 3 раз.

Провести обработку полученных результатов и по формуле (10) определить скорость полета пули. Оценить ошибку измерений.

Примечание. Масса цилиндра M = 182,6 г.

Масса пули m = 1,8 г.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Вывести формулу для расчета скорости полета пули.

2. Определить условия, при которых можно применить закон сохранения импульса.

3. Определить условия, при которых можно применить закон сохранения энергии.

4. Определить условия, при которых можно применить закон сохранения момента импульса.

5. Оценить величину количества тепла, выделившегося в процессе соударения пули с маятником.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ Литература

Сивухин Д.В. Общий курс физики. Механика. – М.: Наука, 1974.

Физический практикум. Т. 1 / Под ред. В.И.Ивероновой. – М.: Наука, 1967.