3) Пример вычисления:
а) Исходные данные и вычисления:
- пример вычисления
скорости первой тележки после столкновения
для последней строки данных в таблице
1. Аналогичные расчеты для последующих
опытов с вычислением скоростей.
- вычисление
импульса первой тележки до столкновения
для последней строки данных в таблице
2. Аналогичная формула используется
для расчетов остальных импульсов.
- пример вычисления
энергии второй тележки после столкновения
для последней строки данных в таблице
2. Аналогично вычисляются остальные
энергии.
б) Окончательный результат:
1)
м/с.
2)
=
0,235669 кг
м/с.
3)
Дж.
5) Вывод:
На основе вычисленных значений можно сделать вывод, что для данной системы выполняются законы сохранения импульса и энергии. Сумма импульсов тележек до взаимодействия оказалась равна сумме импульсов тележек после взаимодействия - p10+p20 = p1+p2.
Аналогично сумма энергий тележек до взаимодействия оказалась равна сумме энергий тележек после взаимодействия – W10+W20 = W1+W2.
Погрешности:
для P
и P2-P1
для P и P2-P1:
для W и W2+W1:
Абсолютно неупругий удар
1) Основные расчетные формулы:
- скорость тележки, где l - длина пластинки, вставленной в тележку(0,1м); t -время прохождения тележкой светового барьера. [ ] = м/с
- импульс тела, где m – масса тела; v – скорость тела. [P] = кг м/с.
- кинетическая энергия тела, где m – масса тела; v – скорость тела. [W] = Дж.
-
теоретическое значение количества
тепла, выделившееся при ударе в случае,
если второе тело неподвижно, где W10
кинетическая энергия первого тела до
удара,
-
отношение масс двух тел. [Q]
= Дж.
-
экспериментальное значение количества
тепла, выделившееся при ударе в случае,
если второе тело неподвижно, где W10
кинетическая энергия первого тела до
удара, W – кинетическая
энергия после удара.
2) Таблицы для записи результатов:
Таблица 3. Расчет скорости первой тележки до столкновения и скорости обеих тележек после столкновения.
-
m1
M2
l
t10
t
v10
v
кг
Кг
м
с
с
м/с
м/с
0,4
0,4
0,1
0,158
0,313
0,632911
0,319489
0,4
0,4
0,1
0,159
0,358
0,628931
0,27933
0,4
0,5
0,1
0,156
0,393
0,641026
0,254453
0,4
0,6
0,1
0,158
0,443
0,632911
0,225734
0,4
0,7
0,1
0,157
0,476
0,636943
0,210084
0,4
0,8
0,1
0,159
0,519
0,628931
0,192678
0,4
0,9
0,1
0,16
0,564
0,625
0,177305
Таблица 4. Расчет импульсов, энергий тележек и кол-ва теплоты, выделившейся при столкновении.
-
m1
m2
m2/m1
p10
p
W10
W
Qэксп
кг
кг
кг м/с
кг м/с
Дж
Дж
Дж
0,4
0,4
1
0,234177
0,236422
0,074107
0,037767
0,03634
0,4
0,4
1
0,232704
0,233799
0,073177
0,032653
0,040524
0,4
0,5
1,52
0,237179
0,237659
0,076019
0,030237
0,045783
04
0,6
1,78
0,234177
0,232731
0,074107
0,026268
0,047839
0,4
0,7
2,04
0,235669
0,236975
0,075054
0,024892
0,050161
0,4
0,8
2,31
0,232704
0,236031
0,073177
0,022739
0,050438
0,4
0,9
2,57
0,23125
0,234397
0,072266
0,02078
0,051486