1. Определить средние значения углов и времени по следующим формулам:
(3.11)
(3.12)
(3.13)
(3.14)
где , , – средние значения угловых расстояний после столкновения шаров;
t - среднее значение продолжительности столкновения, – количество заполненных измерений, , , – значения, полученное в і -м замере.
2. При помощи мерной ленты, определить длину подвески шаров в виде
кратчайшего расстояния между стержнем верхнего кронштейна и центром шара. Измерение выполнить с точностью мм.
3. По формулам (3.5) и (3.7), (3.8) или 10 определить скорости шаров до и после столкновения.
4. На аналитических весах измерить массы и шаров вместе с
подвесами. Требуемая точность измерений г.
5. По формулам (3.4) и (3.6) определить импульс шаров до и после столкновения.
|
|
6. Сравнить значения импульсов шаров и до и после столкновения.
7. Определить погрешность по формуле
8. Определить коэффициент восстановления энергии
9. Оценить среднюю силу удара и ускорение
10. Полученные результаты проанализировать и сделать выводы.
Таблица 3.1 – Экспериментальные данные
№ п/п | ||||||||||||
1 |
|
|
| |||||||||
2 | ||||||||||||
3 | ||||||||||||
4 | ||||||||||||
5 | ||||||||||||
6 | ||||||||||||
7 | ||||||||||||
8 | ||||||||||||
9 | ||||||||||||
10 |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Импульс.
2. Закон сохранения импульса и энергии.
3. Столкновения, законы сохранения при столкновениях.
4. Упругие и неупругие столкновения.
5. Почему явление механического удара целесообразно изучать с помощью законов
сохранение, чем с помощью законов динамики?
6. Что такое степень упругости kэ удара?
ЛИТЕРАТУРA:[1, с.106-110], [2, с.60-69], [3, с.73-75], [4, с.53-60]
Лабораторная работа №1.4
ИССЛЕДОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ СТРУНЫ
Цель работы: определение частоты переменного тока.
Оборудование: струна с электромагнитным возбуждением, набор грузов известной массы.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Упругие волны
Волновые процессы. Продольные и поперечные волны
|
|
Колебания, возбужденные в какой-либо точке среды (твердой, жидкой или газообразной), распространяется в ней с конечной скоростью, зависящей от свойств среды, передаваясь от одной точки среды к другой. Чем дальше расположена частица среды от источника колебаний, тем позднее она начнет колебаться. При изучении распространения колебаний не учитывается дискретное (молекулярное) строение среды и среда рассматривается как сплошная, т.е. непрерывно распределенная в пространстве и обладающая упругими свойствами.
Процесс распространения колебаний в сплошной среде, периодический во времени и пространстве, называется волновым процессом (или волной). При распространении волны частицы среды не движутся вместе с волной, а колеблются около своих положений равновесия. Вместе с волной от частицы к частице среды передаются лишь состояние колебательного движения и его энергия. Поэтому основным свойством всех волн независимо от их природы является перенос энергии без переноса вещества.
Упругими (или механическими) волнами называются механические возмущения, распространяющиеся в упругой среде. Упругие волны бывают продольные и поперечные. В продольных волнах частицы среды колеблются в направлении распространения волны, в поперечных – в плоскостях, перпендикулярных направлении распространения волн.
Продольные волны могут распространяться в средах, в которых возникает упругие силы при деформациях сжатия и растяжения, т.е. твердых, жидких и газообразных телах.
Поперечные волны могут распространяться в среде, в которой возникают упругие силы при деформации сдвига, т.е. фактически только в твердых телах, в жидкостях и газах возникают только продольные волны, а в твердых телах - как продольные, так и поперечные.
Упругая волна называется синусоидальной (или гармонической), если соответствующие ей колебания частиц среды являются гармоническими. На рис. 4.1 представлена синусоидальная поперечная волна, распространяющаяся со скоростью v вдоль оси x т.е. приведена зависимость между смещением (кси) частиц среды, участвующих в волновом процессе и расстояния х этих частиц (например, частицы В,) от источника колебаний 0 для какого-то фиксированного момента времени t. Приведенный график функции похож на график гармонического колебания, но они различны по существу. График волны дает зависимость смещения всех частиц среды от расстояния до источника колебаний в данный момент времени, а график колебаний - зависимость смещения данной частицы от времени.
Расстояние между ближайшими частицами, колеблющимися в одинаковой фазе, называется длинной волны (рис. 4.1). Длина волны равна тому расстоянию, на которое распространяется определенная фаза колебания за период, т. е.
(4.1)
или учитывая, что , где – частота колебаний
Геометрическое место точек, до которых доходят колебания моменту времени t, называется волновым фронтом. Геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе, называется волновой поверхностью. В принципе волновые поверхности могут быть любой формы, а в простейшем случае они представляют собой совокупность плоскостей, параллельных друг другу, или совокупность концентрических сфер. Соответственно волна называется плоской или сферической.