Порядок выполнения работы

УПРУГИЙ УДАР ШАРОВ

 

Выполнил студент гр. ______________ Ф.И.О __________________

Проверил _________________________ дата ____________________

 

Цель работы: ознакомиться с явлением удара на примере соударения шаров, рассчитать коэфффициент воссстановления энергии, проверить закон сохранения импульса.

 

Порядок выполнения работы

1. Записать начальные положения a₀ и b₀, соответствующие точкам пересечения нитей бифилярных подвесов с линией деления шкалы, когда шары неподвижны. Здесь и в дальнейшем обозначение "a" относится к шару А с меньшей массой m ₁, а "b" – к шару В с меньшей массой m ₂.

2. Отклонить шар А на угол a₁ от 10º до 15° и отпустить без начальной скорости. Произвести отсчет первого отброса обоих шаров a₂ и b₂ (так как сразу практически невозможно взять два отсчета, то поступают так: сначала берут отсчет для одного шара, затем производят повторный удар из того же положения шара А и берут отсчет для второго шара). Удар из данного положения производят не менее 10 раз, чтобы для каждого шара получить не менее пяти значений отбросов нитей после удара (a₂ и b₂). Найти среднее <a₂> и <b₂>.

3. Опыт проделать для двух других значений a₁. (от 20° до 25°, от 30° до 35°). Заполнить таблицу 1.

4. Проверить закон сохранения импульса
.
Учитывая, что из теоретических расчетов

,
,
,
,
,
рассчитайте
и

и занесите в таблицу 2. Рассчитайте на сколько процентов отличаются и по формуле:

5. Вычислить коэффициент восстановления энергии по формуле
.

Таблица 1.

a1,º

a2,º

<a2>,º

b2,º

<b2>,º

 

,° = … ,° = … Таблица 2.

,°	,°	,°				Kэ

Контрольные вопросы

1. Будет ли система шаров замкнутой?

2. Сформулировать закон сохранения импульса системы.

3. Сохраняется ли импульс системы шаров после удара? Почему?

4. Вид удара в данной работе. Проанализируйте полученный коэффициент восстановления энергии.

5. Когда полная механическая энергия системы сохраняется? Равны ли кинетические энергии системы шаров до и после удара?

6. Может ли в некоторой системе не сохраняться механическая энергия и оставаться постоянным момент импульса?

7. Получить расчетные формулы скоростей шаров после удара.

8. Шарик массой упал с высоты на стальную плиту и упруго отскочил от нее вверх. Изменение импульса шарика в результате удара равно...

а) б) в) г)

9. Импульс тела изменился под действием короткого удара и скорость тела стала равной , как показано на рисунке. В каком направлении могла действовать сила?

а) 2, 3, 4 б) 1 в) только 4 г) 1, 2

10. Теннисный мяч летел с импульсом в горизонтальном направлении, когда теннисист произвел по мячу резкий удар длительностью 0,1 с. Изменившийся импульс мяча стал равным (масштаб указан на рисунке). Найти среднюю силу удара.

а)30 Н б) 5 Н в) 50 Н г) 0,5 Н д) 0,1 Н

11. На графике показана зависимость силы, действующей на тело, от времени. За первые три секунды импульс тела изменился на...

а) 80 Н×с

б) 300 Н×с

в) 150 Н×с

г) 50 Н×с

Литература

Савельев И.В. Курс общей физики. т.1. М: Наука, 1970.- гл. II, §23, с.75-77, гл. III, §27-30, с.89-106