Изучение упругого и неупругого столкновения тел

Министерство образования и науки Российской Федерации 
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«НAЦИOНAЛЬНЫЙ МИНEРAЛЬНO-СЫРЬEВOЙ УНИВEРСИТEТ «ГOРНЫЙ»

 

 

 

 

 

• Кафедра общей и технической физики

 

ОТЧЕТ

по лабораторной работе № 2

 

 

 

Тема: Изучение упругого и неупругого столкновения тел 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:  студент  гр.                             .

                                                                                                          

 

 

Проверил:  доцент                                 ________                                      Егоров С.В.

 

 

                                                          г. Санкт-Петербург, 2014

Цель работы — исследовать упругое и неупругое столкновение двух тел; изучить законы сохранения импульса и энергии; выполнить сравнительную оценку экспериментальных и теоретических данных.

Общие сведения

Удар — взаимодействие тел, при котором происходит их деформация, то есть изменение их формы или размера.

Абсолютно упругий удар — удар, после которого форма и размеры тел восстанавливаются полностью до состояния, предшествующего столкновению.

Закон сохранения импульса:

Величина скорости:

Количество механической энергии перешедшей во внутреннюю энергию (в тепло):

- массы шаров; -скорости и энергии шаров до удара; -скорость и энергия обоих шаров после удара.

Абсолютно неупругий удар — столкновение двух тел, после которого форма и резмеры тел не восстанавливаются.

Закон сохранения импульса:

Закон сохранения энергии:

Скорости шаров после удара: ;

 

-скорости шаров после удара.

1.  Исследование упругого столкновения.

Измерения в случае, когда масса второй тележки много больше, чем масса первой тележки  ( , где - масса левой тележки) длина пластинок, вставленных в тележки-L=0,1 м,

Погрешности прямых измерений:

∆m – 0.001 кг  ∆t-0.001 c ∆ - 0.0005 м

 

 

Схема установки:

Таблица №1. Исследование упругого столкновения

Величина	t10	v10	t1	v1
Ед. измерения       № опыта	c	м/с	с	м/с
1	0, 177	0,562	0,191	0,523
2	0,180	0,555	0,196	0,510
3	0,177	0,562	0,192	0,520
4	1,180	0,555	0,194	0,515
5	0,178	0,561	0,193	0,518

Таблица №2. Измерения при различных значениях массы тележки:

Величина
Ед.  измерения       № опыта	кг	кг	м	с	с	с	м/с	м/с	м/с
1	0,4	0,4	0,1	0,168	0,910	0,175	0,59	0,1098	0,49
2	0,4	0,5	0,1	0,165	0,827	0,195	0,606	0,1209	0,44
3	0,4	0,65	0,1	0,166	0,747	0,225	0,609	0,1436	0,39
4	0,4	0,8	0,1	0,164	0,589	0,254	0,606	0,133	0,36
5	0,4	1	0,1	0,166	0,499	0,302	0,602	0,2	0,33

 

Таблица №2.1. Измерение импульса и кинетической энергии

Величина
Ед. измерения     № опыта	кг	кг	кг*м/с	кг*м/с	кг*м/с	кг*м/с	Дж	Дж	Дж	Дж
1	0,4	0,4	0,236	0,041	0,228	0,187	0,069	0,0023	0,064	0,0663
2	0,4	0,5	0,243	0,045	0,26	0,215	0,073	0,0028	0,067	0,0698
3	0,4	0,65	0,24	0,054	0,28	0,28	0,072	0,003	0,063	0,066
4	0,4	0,8	0,242	0,061	0,31	0,26	0,074	0,005	0,06	0,065
5	0,4	1	0,24	0,068	0,33	0.25	0,072	0,008	0,054	0,064

 

 

 

 

 

Таблица №3. Исследование неупругого столкновения.

Величина
Ед.  измерения       № опыта	кг	кг	м	с	с	м/с	м/с
1	0,4	0,4	0,1	0,169	0, 346	0,59	0,289
2	0,4	0,5	0,1	0,167	0,386	0,6	0,259
3	0,4	065	0,1	0,166	0,46	0,6	0,217
4	0,4	0,9	0,1	0,167	0,612	0,59	0,163
5	0,4	1	0,1	0,166	0,637	0,6	0,156

 

Таблица №3.1. Вычисление импульса и кинетической энергии:

Величина
Ед. измерения     № опыта	кг	кг		кг*м/с	кг*м/с	Дж	Дж	Дж
1	0,4	0,4	1,00	0,236	0,231	0,069	0,033	0,036
2	0,4	0,5	1,25	0,24	0,233	0,072	0,030	0,042
3	0,4	0,65	1,625	0,24	0,227	0,072	0,024	0,048
4	0,4	0,9	2,25	0,236	0,211	0,069	0,017	0,052
5	0,4	1	2,5	0,24	0,24	0,072	0,017	0,055

 

 

 

 

 

 

Таблица №3.2.Вычисление теоретического значения количества теплоты

Величина
Ед. измерения     № опыта		Дж	Дж
1	1	0,069	0,034
2	1,25	0,072	0,04
3	1,625	0,078	0,048
4	2,25	0,069	0,047
5	2,5	0,072	0,051

 

 

 

                         

Вывод: в ходе данной лабораторной работы были изучены свойства упругого и неупругого соударения тел. Была вычислена тепловая энергия, выделившаяся в результате неупругого удара и среднее её значение =0,046