1. заземлить прибор;

2. включить сетевой шнур измерителя в питающую сеть и нажать кнопку «СЕТЬ», проверяя все ли индикаторы измерителя высвечивают цифру нуль.

   4. Выполнение работы

1. Определение средней силы удара и оценка выполнимости законов сохранения энергии и импульса при абсолютно упругом ударе.

1. Взвесить два выбранных металлических шара и навинтить на подвесы.

2. Отпустить болты (18), (19) и установить электромагнит на выбранном расстоянии от начала шкалы на такой высоте, чтобы его ось была продолжением горизонтального диаметра правого шара. Затянуть болты (18) и (19).

3. Вращая вороток (7), размещенный на верхнем кронштейне, установить такое расстояние между стержнями (6), чтобы шары соприкасались друг с другом.

4. Отпустить болты (10) и переместить держатели (8) в положение, в котором лезвия подвесов будут находиться в одной плоскости с угольниками со шкалами (15), (16). Затянуть болты.

5. Не изменять длину проводов подвесов!!!

6. Отпустить гайки (20) и установить угольники таким образом, чтобы лезвия подвесов в момент, когда шары занимают положение покоя, показывали на шкалах нуль. Завинтить гайки (20).

7. Включить установку в сеть. Нажать кнопку «СЕТЬ». Отжать кнопку «ПУСК». Правый шар отклонить на заданный угол и закрепить его, подведя к электромагниту. Диод «ПЕРЕПОЛНЕНИЕ» не должен светиться. Столкновение должно быть центральным, т.е. траектории движения шаров до и после удара должны находиться в одной плоскости.

8. Нажать кнопку «СБРОС», а затем «ПУСК». Записать углы отклонения α₁ первого шара (по заданию преподавателя), α′₁ первого шара после удара и α′₂ второго шара после удара. (Для облегчения определения угла отклонения α′₁ первого шара после соударения, рекомендуется второй шар после максимального отклонения придержать рукой.)

9. Снять с микросекундомера показания продолжительности столкновения шаров. Опыт повторить не менее 5 раз. Заполнить таблицу 1.

Таблица 1

l1 = l2 = m1 = m2 = α1 =
№	α′1, град	α′2, град	t, мкс	v1, м/с	v΄1, м/с	v΄2, м/с	F, Н
1
2
3
4
5
Ср

l₁ и l₂ – кратчайшее расстояние между стержнями верхнего подвеса и центром шаров.

10. Рассчитайте по формулам (15), (16), (17) скорости шаров до и после удара.

11. По средним значениям скоростей проверьте выполнение закона сохранения энергии и импульса:

Σ W_{к до} = Σ W_{к после}

Σ P_до = Σ P_после

12. Рассчитайте среднюю силу удара F по формуле (20), которую выведите самостоятельно из закона изменения импульса первого шара:

. (20)

Удар длиться очень короткий промежуток времени, порядка 10 ^–6 ÷ 10 ^–4 с, и возникающие силы взаимодействия настолько велики, что давление, испытываемое поверхностью, порядка 10 ⁹ ÷ 10 ¹¹ Па. Это и приводит к деформации даже стальных соударяющихся шаров.

13. Повторите опыт для двух других углов отклонения первого шара и заполните таблицы 2 и 3, аналогичные таблице 1. Оцените погрешности эксперимента.

2. Проверка закона сохранения импульса при центральном абсолютно неупругом ударе.

   1. Места контакта шаров покройте липкой лентой (липкая часть наружу).

   2. Для трех углов отклонения α₁ первого шара до удара определите α′₁ угол отклонения после соударения как среднее из 5 измерений. Для каждого выбранного угла подготовьте установку к работе, как в задании 1. Заполните таблицу 4.

Таблица 4

l1 = l2 = m1 = m2 = α1 =
№	α1, град	α′1, град	v1 ,м/с	vобщ ,м/с	Pдо	Рпосле
1
2
3

3. Рассчитайте скорость v₁ и v_общ по формулам (15) и (2) и импульсы шаров до и после взаимодействия. Результаты внесите в таблицу 4.

4. Оцените погрешности эксперимента.

5. Определите изменение внутренней энергии системы шаров и рассчитайте какая часть кинетической энергии первого шара переходит во внутреннюю, и какая в кинетическую энергию обоих шаров.

6. Сформулируйте общие выводы, полученные по результатам проведенной работы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Какое взаимодействия тел называется ударом; абсолютно упругий и абсолютно неупругий удар?

2. Опишите энергетические процессы, происходящие при абсолютно упругом и абсолютно неупругом ударах.

3. Выведите формулы для определения скоростей шаров после удара при упругом и неупругом ударе. Рассмотрите частные случае.

4. Для каких моментов времени записываются законы сохранения энергии и импульса при выводе формул v΄₁ и v΄₂.

5. Как измеряется угол отклонения правого (ударяющего) шара если его масса больше (меньше) массы левого шара?

6. Как изменятся формулы (13, 14) если шары будут двигаться в одном направлении.

7. По какой формуле определяется изменение внутренней энергии двух шаров при неупругом ударе, если второй шар до удара покоился.

8. Выведите формулы для определения v₁, v΄₁ и v΄₂ на основе экспериментальных данных.

9. Для каких моментов времени записываются законы сохранения энергии и импульса при выводе формул v₁, v΄₁ и v΄₂ на основе экспериментальных данных.

10. Чему равна длина маятников и как она измеряется?

11. Выведите формулу (20) для определения средней силы удара.

12. Расскажите о практическом использовании неупругого и упругого ударов.

13. В работе при исследовании неупругого удара используются не пластилиновые шары, а стальные, покрытые липкой лентой. За счет чего происходит, в этом случае, потеря энергии при соударении?

ЛИТЕРАТУРА

1.Александров Н.В., Яшкин А.Я. Курс общей физики. Механика, М.1978, стр. 162–172.

2.Савельев И.В. Курс физики, том 1. Механика. Молекулярная физика. М.1989, стр.81–84.

3.Иродов И.Е. Механика, основные законы. М.–С–П. 2001, стр.130–139.

4.Сивухин Д.В. Общий курс физики. Механика. М,1979, стр.143–159.

5.Трофимова Т.И. Курс физики. М.1990; стр.27–30.

6.Гершензон Е.М., Малов Н.Н. Курс общей физики. Механика.

7.Ахматов А.С., и др. Лабораторный практикум по физике. М.1980; стр.65–70.

5