Описание лабораторной установки
Установка ФПМ-А-06 (рис. 8) представляет собой настольный прибор, выполненный на едином основании 1 с регулируемыми опорами 3. На вертикальной стенке 2 закреплены верхний 5 и нижний 6 кронштейны. На верхнем кронштейне 5 находится винтовой механизм 7 изменения межцентрового расстояния шаров, приводимый в движение ручкой 8 и фиксируемый гайкой 9. Маятники левый 10 и правый 11 состоят из металлического шара 12 с нониусом 13, закрепленного при помощи крючка 14, траверсы 15 и токоведущих бифимерных проводов на штанге 16. Бифимерный подвес крепиться на штанге при помощи призменных опор 17.
На нижнем кронштейне
закреплены левая 18 и правая 19 шкалы,
каждая из которых может перемещаться
в определенных пределах по плите
кронштейна при установке нониуса на
«0» и фиксироваться в выбранном положении
при помощи винтов. Правая шкала служит
для определения угла бросания
и угла отклонения
правого шара, левая – для определения
угла отклонения левого шара при соударении
.
На правой шкале крепиться электромагнит 20 с регулируемым усилителем винтом 21 на стержне 24 и кронштейне 23.
Зажимное устройство
25 осуществляет регулировку и фиксацию
выбранной длины нити
подвеса.
Винт-гайка 26 регулирует положение шара по вертикали.
Электронный блок крепиться на основании 1 установки. Он измеряет время только одного (первого) соударения. Это время отображается на табло «ВРЕМЯ». На передней панели блока расположен индикатор «ПЕРИОД», кнопки управления «СБРОС», «ПУСК», тумблер «СЕТЬ».
При нажатии кнопки «ПУСК» снимается питание электромагнита; правый шар соударяется с левым.
Рис. 8
Включить установку в сеть. Включить тумблер «СЕТЬ». При этом должны загореться лампочки световой индикации.
Снять шары и взвесить их на лабораторных весах. Измеренные массы занести в таблицу 1.
3. Отклонить правый
шар до соприкосновения с электромагнитом
(угол
),
при этом должно произойти «залипание»
шара.
4. Нажать кнопку «СБРОС». При этом на цифровых индикаторах «ВРЕМЯ» должны загореться нули.
5. Убедиться, что левый шар находиться в состоянии покоя, нажать кнопку «ПУСК».
6. Записать показания индикаторов «ВРЕМЯ».
7. Повторить п.п. 2-5 не менее 5 раз.
8. Повторить п.п.
2-5 и определить угол отскока левого шара
по левой шкале (5 измерений).
9. Повторить п.п.
2-5 и определить угол отскока правого
шара
по правой шкале (5 измерений).
10. Данные измерений свести в таблицу 1. Найти средние значения и погрешности.
11. Рассчитать по формулам (17) - (19) скорости шаров до и после удара, по формуле (22) – коэффициент восстановления относительной скорости при ударе k. Найти кинетические энергии шаров до и после удара и рассчитать по формуле (23) коэффициент восстановления энергии ε. Найти среднюю силу удара по формуле (24). Данные свести в таблицу 2. Вычислить погрешности.
12. Записать закон сохранения импульса и энергии для удара. Проверить их выполнение, оценить точность выполнения этих законов для средних значений величин для упругого удара:
,
ИССЛЕДОВАНИЕ УПРУГОГО УДАРА
Таблица 1
|
№ п/п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
с |
кг |
кг |
кг |
кг | |||||||
|
1. 2. 3. 4. 5. ср. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2
|
№ п/п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м/с |
м/с |
м/с |
м/с |
м/с |
м/с |
|
|
Дж |
Дж |
Дж |
Дж |
Дж |
Дж | |
|
1. 2. 3. 4. 5. ср. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ п/п |
ε |
Δε |
F |
ΔF |
|
|
|
Н |
Н | |
|
1. 2. 3. 4. 5. ср. |
|
|
|
|