- •Дніпропетровськ 2004 Укладачі: о.М. Гулівець, м.Д. Волнянський, л.Г. Ломоносова, е.П. Штапенко
- •Введення
- •1. Вимір фізичних величин. Точність вимірів
- •2. Обробка результатів вимірів Типи помилок
- •Елементи теорії випадкових помилок
- •Обчислення довірчого інтервалу при обмеженому числі вимірів Прямі виміри
- •Побудова графіка
- •Лабораторна робота №1 Визначення густини речовини
- •Штангенциркуль
- •Мікрометр
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 2 Визначення моменту інерції махового колеса Теоретичні відомості
- •Опис установки
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 3 Визначення моменту інерції хрестоподібного маятника
- •Теоретичні відомості.
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 4 Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 5 Визначення швидкості польоту кулі за допомогою крутильного балістичного маятника
- •Теоретичні відомості.
- •Опис установки
- •Порядок виконання роботи
- •Лабораторна робота № 6 Визначення швидкості тіла за допомогою фізичного маятника
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Опис методу і приладу
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 8 Визначення швидкості звуку методом стоячої хвилі
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 9 Визначення фазової швидкості поширення коливань методом стоячих хвиль Теоретичні відомості
- •Прилади
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 10 Визначення прискорення вільного падіння за допомогою оборотного маятника (метод Бесселя) Теоретичні відомості
- •Виміри й обробка результатів
- •Порядок виконання роботи
- •Лабораторна робота № 20 - ш Визначення середньої сили пружного удару двох куль
- •Порядок виконання роботи
- •Отримання формули (1)
- •Порядок виконання роботи
- •Додаток 1
- •Додаток 2 Щільність (), питома теплоємність (с), коефіцієнт теплопровідності (), коефіцієнт лінійного розширення (), модуль Юнга (е), питомий опір ()
- •Властивості деяких рідин
- •Список літератури
Порядок виконання роботи
1. Визначити центр ваги С фізичного маятника і відстані від нього до призм а1 і а2.
2. Визначити період коливань , коли маятник підвішений спочатку на відстані а1 від центра ваги, а потім період коливань , коли маятник підвішений на відстані а2 від центра ваги. Дослід повторити три рази.
3. За формулою (8) визначити g.
4. Знайти ;
5. Знайти абсолютні похибки
6. Знайти (Δgi)2.
7. Знайти середньоквадратичну похибку середнього результату
8. Знайти довірчий інтервал , де tр.п. – коефіцієнт Стьюдента (див. додаток), n – число вимірів, р = 0,95.
9. Знайти відносну похибку
10. Остаточно при р = 0,95.
Лабораторна робота № 20 - ш Визначення середньої сили пружного удару двох куль
Прилади: прилад для дослідження зіткнення куль ГРП – 08; комплект змінних куль (масами 52, 63, 75, 97, 103, 115 г).
У механіці удар - це короткочасна взаємодія двох чи більше тіл, яка виникає при їх зіткненні.
Наприклад, зіткнення куль, удар молота і кувалди, влучення кулі в мішень і т.і. Удар, під час якого швидкості куль спрямовані уздовж прямої, що з'єднує центри ваги куль, називається центральним. Удар буває непружнім і пружнім. При непружному зіткненні кінетична енергія куль, що рухаються, частково чи цілком переходить у внутрішню енергію куль, тобто в теплову енергію. Якщо кінетична енергія куль, що рухаються, частково переходить у внутрішню енергію куль, то вони після зіткнення рухаються разом як одне ціле. Якщо кінетична енергія куль, що рухаються, цілком переходить у внутрішню енергію куль, то вони після зіткнення не рухаються. При непружному ударі виконується закон збереження кількості руху (рис. 1).
Рис. 1
Кількість руху Р1 куль до зіткнення
, (1)
. (2)
Після непружного удару обидві кулі рухаються з однаковою швидкістю і кількість руху Р2 після удару:
, (3)
(4)
В ізольованій системі Fзовніш.= 0 кількість руху незмінна: Р1 = Р2
(5)
Швидкість після непружного удару
(6)
Знак «мінус» у формулі (6) використовується у тому випадку, якщо кулі рухаються назустріч одна одній.
Теплота Q, що виділяється під час удару, дорівнює роботі деформації А і зміні кінетичної енергії куль:
.
При пружному ударі кінетична енергія куль, що рухаються, переходить у потенційну енергію їхньої пружної деформації, потім потенційна енергія пружної деформації куль переходить у кінетичну енергію (рис. 2).
При пружному ударі має місце закон збереження енергії і закон збереження кількості руху.
Закон збереження кількості руху
, (8)
де і - швидкості куль після пружного удару.
Рис.2
Закон збереження енергії
. (9)
Вирішуючи спільно систему рівняння (8) і (9), отримаємо швидкості куль після удару:
(10)
. (11)
У роботі ми будемо розглядати центральний пружний удар. За другим законом Ньютона
, (12)
де F – середня сила удару, dt - час удару, тобто час зіткнення тіл, m - маса однієї з куль, d(mv) - зміна кількості руху кулі, що виникає в результаті удару.
Якщо m1 = m2 , а V1 = 0 , то з формули (10) , а з формули (11) , тобто кулі обмінюються швидкостями.
Оскільки друга куля після зіткнення залишається у спокої , то зміна кількості руху її
. (13)
Тоді формулу (12) можна записати
, (14)
де τ – час удару.
Із формули (14)
. (15)
Якщо маси куль відомі, то середню силу удару можна обчислити, знаючи швидкість кулі V2 у момент безпосередньо до зіткнення і час зіткнення τ.
Рис.3.
Куля, відведена від положення рівноваги на кут α (рис. 3), має запас потенційної енергії
. (16)
Ця енергія в момент початкового опору куль переходить у кінетичну енергію
. (17)
За законом збереження енергії
, (18)
відкіля
, (19)
. (20)
Тоді
. (21)