Министерство образования Российской Федерации.

Санкт-Петербургский государственный горный университет.

Отчёт по лабораторной работе №16

Изучение упругого и неупругого столкновения тел.

Выполнил студент группы: АПМ-11-2 Шарапенко Петр Дмитриевич ___________

Проверил: доцент Чернобай Владимир Иванович ___________

Санкт-Петербург

2011г.

Цель работы – получить представление об упругих и неупругих столкновениях, изучить законы сохранения импульса и энергии.

Краткое теоретическое содержание. Явления:

В опыте исследуются явления абсолютно упругого прямого центрального удара и абсолютно неупругого прямого центрального удара.

Определения:

Удар – столкновение тел, при котором за весьма малый промежуток времени происходит значительное изменение скоростей тел.

Абсолютно упругий удар – удар, при котором механическая энергия системы не изменяется.

Абсолютно неупругий удар – удар, после которого оба тела движутся как единое целое

Линия удара – общая нормаль, проведённая к поверхностям двух соударяющихся тел в месте их соприкосновения при ударе.

Центральный удар – удар, в момент которого центры масс сталкивающихся тел находятся на линии удара.

Прямой удар – удар, при котором скорости центров масс сталкивающихся тел перед ударом направлены параллельно линии удара.

Энергия – скалярная физическая величина являющаяся общей мерой различных форм движения материи, рассматриваемых в физике.

Механическая энергия (полная) – энергия механического движения и взаимодействия.

Кинетическая энергия тела – энергия механического движения тела.

Потенциальная энергия – часть энергии механической системы, зависящей только от её взаимного расположения всех частиц (материальных точек) системы и от их положения во внешнем потенциальном поле (стационарное поле - поле, не изменяющееся с течением времени и действующее на материальную точку с силой F; стационарное поле называется потенциальным, если сила F, с которой оно действует на материальную точку, помещённую в поле, потенциальна; потенциальная сила – сила, работа которой зависит только от начальных и конечных положений точек их приложения и не зависит ни от вида траекторий, ни от законов их движения по тратториям).

Внутренняя энергия – энергия, зависящая только от термодинамического состояния системы.

Масса тела (материальной точки) – положительная скалярная величина, являющаяся мерой инертности этого тела (точки).

Скорость – векторная величина, равная первой производной по времени от радиус-вектора рассматриваемой точки.

Импульс материальной точки (количество движения) – векторная величина, равная произведению массы материальной точки на её скорость.

Законы:

Закон сохранения импульса: импульс p замкнутой системы не изменяется с течением времени.

Закон сохранения энергии: при движении консервативной системы её механическая энергия (полная) не изменяется ( консервативная система – система, в которой все действующие на неё непотенциальные силы работы не совершают, а внешние потенциальные стационарны).

Первый закон Ньютона: материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит её изменить это состояние.

Физические величины:

m – Масса тела (кг);

v – Скорость тела (м/с);

W – Механическая энергия (Дж);

Q – Внутренняя энергия (Дж);

l – Длинна пластинки (м);

p – Импульс тела (кг·м);

t – Время (с).

Теоретически ожидаемый результат

Основные расчётные формулы.

1) Абсолютно неупругий удар:

;

;

2) Абсолютно упругий удар:

;

;

Формулы погрешности косвенных измерений.

Погрешности косвенных измерений:

Таблицы.

Для упругого столкновения:

с	м/с	с	м/с
0,181	0,552	0,192	0,521
0,185	0,541	0,197	0,508
0,183	0,546	0,194	0,515
0,182	0,549	0,193	0,518
0,187	0,535	0,198	0,505
0,182	0,549	0,193	0,518
0,180	0,556	0,192	0,521

		l
кг	кг	м	с	с	с	м\с	м\с	м\с
0,4	0,400	0,1	0,159	0	0,180	0,629	0,000	0,629
			1,162		0,180	0,086	0,086	0,172
			0,162		0,178	0,617	0,617	1,235
	0,650		0,162	0,078	0,230	0,617	-0,147	0,470
			0,163	1,100	0,232	0,613	0,613	1,227
			0,161	1,107	0,235	0,621	0,621	1,242
	0,700		0,162	0,861	0,246	0,617	-0,168	0,449
			0,162	0,826	0,253	0,617	0,617	1,235
			0,163	0,888	0,264	0,613	0,613	1,227
	0,750		0,161	0,724	0,254	0,621	-0,189	0,432
			0,163	0,704	0,253	0,613	0,613	1,227
			0,163	0,705	0,252	0,613	0,613	1,227
	0,800		0,163	0,619	0,259	0,613	-0,204	0,409
			0,161	0,610	0,260	0,621	0,621	1,242
			0,161	0,614	0,267	0,621	0,621	1,242

m1	m2	P10	P1	P2	P2-P1	W10	W1	W2	W2+W1
кг	кг					Дж	Дж	Дж	Дж
0,4	0,4	0,252	0,000	0,072	0,072	0,079	0,000	0,079	0,079
	0,4	0,034	0,034	0,072	0,038	0,001	0,001	0,006	0,007
	0,4	0,247	0,247	0,071	-0,176	0,076	0,076	0,305	0,381
	0,65	0,247	-0,059	0,150	0,208	0,076	0,004	0,072	0,076
	0,65	0,245	0,245	0,151	-0,095	0,075	0,075	0,489	0,565
	0,65	0,248	0,248	0,153	-0,096	0,077	0,077	0,502	0,579
	0,7	0,247	-0,067	0,172	0,240	0,076	0,006	0,071	0,076
	0,7	0,247	0,247	0,177	-0,070	0,076	0,076	0,533	0,610
	0,7	0,245	0,245	0,185	-0,061	0,075	0,075	0,527	0,602
	0,75	0,248	-0,076	0,191	0,266	0,077	0,007	0,070	0,077
	0,75	0,245	0,245	0,190	-0,056	0,075	0,075	0,565	0,640
	0,75	0,245	0,245	0,189	-0,056	0,075	0,075	0,565	0,640
	0,8	0,245	-0,082	0,207	0,289	0,075	0,008	0,067	0,075
	0,8	0,248	0,248	0,208	-0,040	0,077	0,077	0,617	0,694
	0,8	0,248	0,248	0,214	-0,035	0,077	0,077	0,617	0,694