| Головна » Статті » Фізика | [ Додати статтю ] |
Дослідження закону збереження імпульсу
|
Лабораторна робота. Дослідження закону збереження імпульсу. Мета: підтвердити закон збереження імпульсу на практиці. Програма завдання : 1. Імпульсом називається: А) добуток маси на квадрат швидкості; Б) відношення маси до швидкості; В) добуток маси на швидкість; Г) відношення сили до проміжку часу. 2. Одиницею імпульсу є: А) ; Б) ; В) ; Г) ; Д) . 3. Напрям імпульсу тіла: А) протилежний швидкості тіла; Б) співнаправлений зі швидкістю тіла; В) перпендикулярний швидкості тіла; Г) не залежить від швидкості тіла; 4. Закон збереження імпульсу формулюється: А) Сума імпульсів тіл, що утворюють замкнену систему, зберігається сталою під час будь-яких взаємодій тіл цієї системи між собою або даної системи з іншими системами; Б) Геометрична сума імпульсів тіл, що утворюють замкнену систему, зберігається сталою під час будь яких взаємодій тіл цієї системи; В) Геометрична сума імпульсів тіла, що утворюють замкнену систему сил, зберігається переважно сталою під час механічних взаємодій тіл цієї системи між собою; Г) Сума геометричних імпульсів тіл двох систем, що утворюють замкнену систему тіл, зберігається сталою на протязі всього часу взаємодії цих тіл між собою. 5. Для визначення швидкості кульок до зіткнення і після нього користуються: А) Першим законом Ньютона. Б) Третім законом Ньютона. В) Законом збереження кінетичної енергії. Г) Законом збереження механічної енергії. 6. За якою формулою можна обрахувати швидкість тіла до чи після зіткнення: А) . Б) . В) . Г) . Теоретичні відомості. Згідно визначення , згідно третього закону Ньютона при взаємодії тіл ; звідси ; тут ми розглядаємо випадок, коли швидкості тіл при взаємодії направлені вздовж однієї лінії; остаточно або Р1 +Р2 = Р1 + Р2 тут Р1 і Р2 – імпульси першого і другого тіл до взаємодії, а Р1 і Р2 – після взаємодії. Перший метод виконання роботи. Обладнання: штатив з муфтою, дві сталеві кульки, одна з яких має більшу масу, дві нитки, вимірювальна лінійка. Експериментальна задача. На довгих підвісах висять дві сталеві кульки, маси яких m1 і m2 відповідно (m1>m2). Кульку з масою m1 відводять в сторону, фіксують відстань на лінійці s0, і відпускають її , після удару на лінійці відмічають максимальні відхилення першої та другої кульок - та . Розрахувати швидкості кульок до і після зіткнення. Перевірити дію закону збереження імпульсів. Теоретичні відомості. В лабораторній роботі використовується установка, яка подана на мал. 1. мал. 1 Центри ваг обох кульок лежать на одному рівні. Для визначення швидкостей першої кульки до зіткнення v1 і швидкості кульок u1 i u2 після зіткнення необхідно скористатися законом збереження механічної енергії. Потенціальна енергія кульки в положенні максимального відхилення дорівнює його кінетичній енергії при ударі. , звідки трикутник ABC – прямокутний (кут ABC опирається на діаметр). мал. 2(а) мал. 2(б) Катет AB є середньою пропорціональною величиною між гіпотенузою AC=2l і своєю проекцією на гіпотенузу AD AB2 = AC AD, тобто , звідки ; ; ; При малих кутах величину відхилень можна замінити їх горизонтальними складовими. Послідовність виконання роботи. 1. Намалюйте в зошиті таблицю для запису результатів вимірювань і обчислень. 2. Визначте маси кульок m1 i m2 і виміряйте довжину їх підвісу. 3. Відхилить кульку з більшою масою від положення рівноваги на 5-7 см і відпустіть її. Зафіксуйте максимальне відхилення кульок s1 i s2 після зіткнення. № m1 m2 l S0 S1 S2 v1 u1 u2 mv1 mu1 mu2 1 2 3 Сер 4. Повторіть дослід 3 рази і знайдіть середні значення відхилень s1 i s2. 5. Використовуючи середні значення відхилень s0, s1, s2 обрахуйте швидкості кульок v1, u1, u2 і їх імпульси. 6. Результати вимірювань і обрахувань внесіть до таблиці. 7. Порівняйте імпульс кульки з більшою масою до удару з сумою імпульсів двох кульок після зіткнення і зробіть висновок про виконання закону збереження імпульсу. Другий метод виконання роботи. Обладнання: дві металеві кульки з крючками, дві пластикові кульки, дві дерев’яні планки, штатив з лапкою і муфтою, нитки, невеликі цвях. Теоретичні відомості: В лабораторній роботі використовується установка, яка подана на малюнку 3. мал.3 У бічні грані дерев’яних планок, ширина яких дорівнює діаметру кульок, забиті два цвяхи, до яких прикріплені біфілярні підвіси кульок. Підвішені кульки дотикаються одна одної. Згідно формули виведеної у першому методі , отже у першому досліді . В нашому випадку , ; згідно закону збереження імпульсу ; , , , звідси . Отож . У другому досліді , то , отже - кульки розходяться в протилежні боки на одну і ту ж саму відстань . У третьому досліді і так як удар абсолютно непружній, то , звідси , .У четвертому досліді і так як удар абсолютно непружній , звідси . Послідовність виконання роботи: 1. Визначте масу і виміряйте довжину їх підвісу, стальних кульок. 2. Відхиліть одну з кульок на відстань і відпустіть її. Зафіксуйте відстані і на які відхилилися кульки. Зробіть висновок про виконання закону збереження. 3. Відхиліть кульки на відстань і відпустіть їх. Зафіксуйте відстані і на які відхилилися кульки. Зробіть висновки. 4. Замініть кульки стальні на пластилінові однакової маси. Повторіть пункти 2, 3. Зробіть висновки про виконання закону збереження імпульсу. | |
| Переглядів: 813 | |
| Всього коментарів: 0 | |