Обробка результатів експерименту та їх аналіз

А.1. За формулою (23), використовуючи дані таблиці 1, вирахувати швидкості куль до удару υ₁ та υ₂, а також після удару U₁ та U₂ .

2. За формулами (5) та (6) перевірити справедливість законів збереження. Виконати аналіз результатів експерименту.

3. За формулою (16) знайти середню силу удару. Оцінити її величину.

4. Знайти абсолютну та відносну похибки.

В.1. За формулою (23), використовуючи дані таблиці 2, вирахувати швидкості куль до удару υ₁ та υ₂, а також після удару U.

2. За формулою (17) перевірити справедливість закону збереження імпульсу.

3. За формулою (19) знайти втрати механічної енергії.

4. Виконати аналіз одержаних результатів та вирахувати абсолютну і відносну похибки експерименту.

Контрольні запитання

1. Імпульс тіла. Закон збереження імпульсу. Центр мас системи.

2. Удар. Абсолютно пружний та абсолютно непружний удари.

3. Енергія. Види енергії в механіці. Закон збереження енергії. Чи завжди він справджується?

4. Перерахуйте джерела похибок при виконанні даної роботи.

Лабораторна робота №1-4

Визначення швидкості кулі

з допомогою балістичного маятника

л.1. §§ 16, 17, 24, 25

Мета роботи: вивчення законів збереження при абсолютно непружному зіткненні тіл на прикладі ви­значення швидкості кулі.

Прилади і матеріали: балістичний маятник, пневматична гвинтівка, аналітичні терези, лінійка.

Опис установки

(Теоретичні відомості описані в лабораторній роботі 1 - 3 )

Балістичним маятником в нашій роботі являється масивний циліндр, запов-нений пластиліном і підвішений на практично нерозтяжних нитках (рис. 1).

На деякій віддалі від циліндра на його осі закріплена пневматична гвинтівка. При пострілі швидкість кулі направлена вздовж прямої, яка проходить через центр ваги маятника. Куля масою m після зіткнення за-стрягає в пластиліні маятника, тому удар вважають абсолютно непружним.

Так як маятник до удару був нерухомий, тобто υ₁ = О, то із спів-відношення (1) лабораторної роботи № 3 одержимо:

(1)

де m –маса кулі;

υ –швидкість кулі перед ударом;

M – маса маятника.

Рис.1 (Установка для визначення швидкості польоту кулі.)

Якщо знехтувати силами тертя в нитках, на яких підвішений маятник і опором повітря, то система маятник-куля після удару є ізольованою і кон-сервативною. Тут можна використати закон збереження механічної енергії:

(2)

Таким чином, завдання зводиться до визначення висоти піднімання маятника після попадання в нього кулі.

але так як кут відхилення малий, можна вважати знаходимо тому

У межах похибки вимірювання можна вважати, щоAB » АС,

деAB=S – віддаль, на яку зміщується покажчик на лінійці L.

Остаточно одержуємо:

(3)

Використовуючи співвідношення (1) – (3), одержуємо формулу для визначення швидкості кулі:

(4)

У співвідношенні (4) величини M, m, l, Sвизначаються експеримен-тально.