Лабораторная работа 2 По дисциплине Физика

• Название: Лабораторная работа 2 По дисциплине Физика
• Дата: 09.02.2023
• Размер: 0.51 Mb.
• Имя файла: 2_laba_Asheychik.docx
• Тип: Лабораторная работа; #927400

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ


МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра общей и технической физики

Лабораторная работа №2

По дисциплине		Физика
	(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Тема работы			Изучение упругого и неупругого столкновения тел

Выполнил: студент гр. ТОА-22 Ашейчик Д.О.

(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)

Оценка:

Дата:

Проверил

руководитель работы:

(Должность) (Дата) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург 2022

Цель работы

Исследовать упругое и неупругое столкновение двух тел; изучить законы сохранения импульса и энергии; выполнить сравнительную оценку экспериментальных и теоретических данных.

Краткое теоретическое содержание:

Процессы, изучаемые в лабораторной работе - упругое и неупругое соударение тел.

Основные определения:

Удар (столкновение, соударение) – взаимодействие тел, при котором происходит их деформация.

Деформация – изменение форм и размеров тела.

Абсолютно упругийудар – удар, после которого форма и размеры тел восстанавливаются полностью, до состояния, предшествующего столкновению (При этом ударе механическая энергия тел не переходит в другие, немеханические виды энергии).

Абсолютно неупругий удар – столкновение двух тел, после которого форма и размеры тел не восстанавливаются (При этом ударе кинетическая энергия полностью или частично превращается во внутреннюю энергию, приводя к повышению температуры тел).

Импульс — векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения тела.

Замкнутая система - система, на которую не действуют внешние силы.

Законы и соотношения, применяемые в работе:

Закон сохранения импульса - закон утверждающий, что векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел.

,где

- Суммарный импульс системы до взаимодействия (кг*м/c);

- Суммарный импульс системы после взаимодействия (кг*м/c).

Закон сохранения энергии

Полная механическая энергия замкнутой системы тел, между которыми действуют только консервативные силы, остается постоянной.

, где

Полная механическая энергия (Дж)

Кинетическая энергия (Дж) Потенциальная энергия (Дж)

Погрешности прямых измерений

3)Схема установки:



Пояснения к схеме:

Рельс Тележка Пластина Пусковой механизм Световые барьеры Секундомер Штекеры (с резинкой, иглой, пробкой или пластинкой)

4)Основные расчетные формулы

Скорость:

[Дж], где –Длинна пластинки [м], Время [с].

Импульс:

[кг*м/с], где m-масса тела [кг].

Кинетическая энергии:

[Дж].

Теоретическое количество теплоты, выделяемое при неупругом ударе:

Qт [Дж].

Экспериментальное количество теплоты, выделяемое при неупругом ударе:



5)Формулы расчетов косвенных измерений

)

6)Таблицы измерений и вычислений

1.Для упругого столкновения

Таблица 1.

Физ. величина
Ед. изм. Номер опыта	с	м/с	с	м/с
1	0,159	0,62	0,207	0,48
2	0,188	0,53	0,211	0,47
3	0,120	0,83	0,201	0,50
4	0,145	0,68	0,210	0,47
5	0,223	0,45	0,276	0,36

Таблица 2.

Физ. величина
Ед. изм. Номер опыта	кг	кг	м	с	с	с	м/с	м/с	м/с
1		0,40		0,350	0,528	0	0,28	0,19	0
2		0,45		0,322	0,438	0	0,31	0,23	0
3		0,50		0,270	0,380	0	0,37	0,26	0
4		0,55		0,314	0,399	0	0,32	0,25	0
5		0,60		0,162	0,219	0	0,61	0,45	0
6	0,40	0,65	0,10	0,194	0,297	0	0,51	0,34	0
7		0,70		0,169	0,256	0	0,59	0,39	0
8		0,75		0,158	0,256	0	0,63	0,39	0
9		0,80		0,167	0,289	1,117	0,60	0,35	0,09

Таблица 3.

Физ. величина
Ед. изм. Номер опыта	кг	Кг	кг*м/с	кг*м/с	кг*м/с	кг*м/с	Дж	Дж	Дж	Дж
1	0,4	0,40	0,112	0,076	0	0,076	0,016	0,007	0	0,007
2		0,45	0,124	0,092	0	0,092	0,019	0,01	0	0,01
3		0,50	0,148	0,104	0	0,104	0,027	0,013	0	0,013
4		0,55	0,128	0,100	0	0,100	0,02	0,011	0	0,011
5		0,60	0,249	0,180	0	0,180	0,055	0,035	0	0,035
6		0,65	0,204	0,136	0	0,136	0,069	0,023	0	0,023
7		0,7	0,236	0,156	0	0,156	0,07	0,03	0	0,03
8		0,75	0,252	0,156	0	0,156	0,072	0,03	0	0,03
9		0,80	0,240	0,140	0,072	0,068	0,077	0,025	0,003	0,022

2.Для неупругого столкновения

Таблица 4.

Физ. величина
Ед. изм. Номер опыта	кг	кг	м	с	с	м/с		м/с
1	0,4	0,40	0,1	0,193	0,639	0,51		0,16
2		0,45		0,200	0,510	0,50		0,20
3		0,50		0,178	0,476	0,56		0,21
4		0,55		0,175	0,454	0,57		0,21
5		0,60		0,150	0,450	0,66		0,22
6		0,65		0,149	0,445	0,67	0,223

Таблица 5.

Физ. величина					P
Ед. изм. Номер опыта	кг	кг		кг*м/с	кг*м/с	Дж	Дж	Дж
1	0,40	0,40	1,000	0,204	0,064	0,052	0,005	0,047
2		0,45	1,125	0,200	0,09	0,059	0,005	0,054
3		0,50	1,250	0,224	0,105	0,063	0,009	0,054
4		0,55	1,375	0,228	0,093	0,065	0,010	0,059
5		0,60	1,5	0,188	0,102	0,087	0,015	0,072
6		0,65	1,625	0,268	0,143	0,089	0,016	0,73

Таблица 6

Физическая величина
Ед. изм. Номер опыта		Дж	Дж
1	1	0,52	0,026
2	1,125	0,05	0,027
3	1,250	0,063	0,028
4	1,375	0,65	0,029
5	1,5	0049	0,034
6	1,625	0,089	0,035

Примеры вычислений

Таблица 1.

м/с

м/с

Таблица 2.

м/с

м/с

м/с

Таблица 3.

кг*м/с

Дж

Таблица 4





Таблица 5.

*0,51=0,204 кг*м/с

P=0,4*0,2=0,092 кг*м/с,



=0,112-0,024=0,088 Дж

Таблица 6.


Примеры вычислений косвенных погрешностей



кг*м/с

.

=





7) Графики



График 1
Вывод: Рассчитав значения импульса и кинетической энергии, мы убедились в выполнении законов сохранения импульса и энергии. При изучении неупругого столкновения определено экспериментальное количество выделившегося количества теплоты , оно оказалось близко к теоретическому значению отличие составило:

*100%=61%, так как часть энергии пошло на нагрев поверхности.