Laba_1-21
.doc
Нижегородский Государственный Технический Университет.
Лабораторная работа по физике №1-21.
Механический удар.
Выполнил студент группы:
13-НТ
Лебедев А.В.
Принял:
Федотов А.Б.
Нижний Новгород
2014г.
Цель работы: Ознакомиться с элементами теории механического удара
и экспериментально определить время удара , среднюю силу удара F, коэффициент восстановления .
Практическая ценность работы.
В работе изучается экспериментальный метод измерения временных
интервалов порядка 10 -5 с, а также методы обработки экспериментальных
данных.
Схема экспериментальной установки.
А- стальной шарик массы m,
подвешенный на проводящих
нитях длиной L.
В- неподвижное тело большой
массы, с которым соударяется
шарик.
Рpис.№1.
Измерительные средства:
1). Частотомер ЧЗ-34.
2). Шкала отсчета углов.
Исходные данные:
Масса шарика -
Длина нити -
Ускорение свободного падения -
Приборные погрешности.
1). Для частотомера ЧЗ-34 : =
2). Для шкалы ‘отсчёта углов :
Основные формулы.
1). По теореме об изменении импульса материальной точки :
,после проектирования на ось Х получаем F=.
2). По теореме об изменении механической энергии системы шар-Земля» ;
из рис.№1 получаем ;
откуда
3). = - коэффициент восстановления, причём 01
Таблица №1.
,o |
|
|
|
|
|
|||||
№ опыта |
мкс |
|
мкс |
|
мкс |
|
мкс |
|
мкс |
|
1 |
58,43 |
13,5 |
51,06 |
19,5 |
49,72 |
24 |
48,86 |
29 |
44,12 |
36 |
2 |
57,66 |
13 |
52,72 |
20 |
50,08 |
24,5 |
46,61 |
30,5 |
44,95 |
36 |
3 |
56,33 |
13,5 |
53,39 |
19,5 |
49,75 |
23,5 |
46,39 |
29,5 |
44,65 |
36,5 |
4 |
57,41 |
14 |
52,8 |
19 |
50,6 |
24 |
46,92 |
30 |
43,71 |
37 |
5 |
58,78 |
13,5 |
53,67 |
19 |
48,61 |
23,5 |
46,67 |
28,5 |
44,39 |
36,5 |
6 |
57,19 |
13,5 |
52,53 |
18,5 |
49,62 |
23,5 |
47,5 |
30 |
44,98 |
35,5 |
7 |
56,78 |
14 |
51,86 |
18,5 |
47,11 |
24 |
46,28 |
30,5 |
44,48 |
36,5 |
8 |
58,21 |
13,5 |
52,51 |
20,5 |
49,73 |
24 |
47,46 |
30 |
44,21 |
37 |
9 |
59,72 |
13,5 |
51,11 |
19,5 |
50,47 |
24 |
46,23 |
29,5 |
45,15 |
35,5 |
10 |
58,22 |
13,5 |
50,46 |
20 |
48,85 |
24 |
46,66 |
30,5 |
44,36 |
36,5 |
Расчёты.
1). V1=.
2). <V2>=
3). <F>=;
4). =.
Расчет погрешностей исходных данных.
1).
2).
3).
Расчет погрешностей прямых измерений.
Количество повторений - 10 .
При Р=95% , коэффициенты Стьюдента: .
1)
;
мкс, Р=95%,
1)
;
0; Р=95%,
Расчет погрешностей косвенных измерений.
1).
V1=V1V1=(1,290,022)м/с; P=95%;=0,017.
1)
V2=<V2 > V2=(0,840,02)м/с; P=95%;=0,024.
1)
0,650,02; P=95%;=0,03.
F;
1).
F=<F>F=(772,722,4)H; P=95%, F=0,029.
Таблица №2.
,o |
<F>,H |
V1,м/с |
<>,мкс |
|
F,H |
V1,м/c |
,мкс |
|
478,74 |
0,86 |
57,77 |
0,7 |
14,4 |
0,0215 |
0,68 |
|
772,7 |
1,29 |
52,2 |
0,65 |
22,4 |
0,022 |
0,76 |
|
1045,7 |
1,7 |
49,4 |
0,61 |
31,4 |
0,022 |
0,59 |
|
1372,2 |
2,1 |
46,8 |
0,6 |
39,8 |
0,021 |
0,33 |
|
1712,14 |
2,48 |
44,5 |
0,62 |
49,7 |
0,022 |
0,33 |
Итоговая таблица результатов:
Построение графиков.
График зависимости Fот V1 .
График зависимости от V1.
График зависимости от V1 .
11.
Вывод:
Мы ознакомились с элементами теории механического удара и экспериментально определили время удара τ, среднюю силу удара F, коэффициент восстановления .
Для уменьшения погрешности измерений было проведено по 10 опытов для 5 различных углов отклонения. Отсутствие промахов свидетельствует о правильности проведения всех измерений на всех десяти опытах. Таким образом, экспериментальная часть работы выполнена верно. Очевидно, что минимальные погрешности были обусловлены достаточно малой погрешностью частотомера (мкс.) и оптимальным количеством проведённых опытов.
что согласуется с теоретическими формулами. Коофициент восстановления не зависит. Сила удара линейно зависит, что согласуется с теоретическими формулами, а коэффициент восстановления находятся в гипербалической зависимости от скорости в момент соударения шарика с массивным телом.
Удар не является абсолютно упругим, т.к. mg≠mg.Механическая энергия не сохраняется