Лабораторная работа «Изучение удара шаров». Laboratornaya_rabota3(ЮФ). Лабораторная работа 3 Изучение удара шаров

• Название: Лабораторная работа 3 Изучение удара шаров
• Анкор: Лабораторная работа «Изучение удара шаров
• Дата: 01.05.2023
• Размер: 130 Kb.
• Имя файла: Laboratornaya_rabota3(ЮФ).doc
• Тип: Лабораторная работа; #1099550

Лабораторная работа №3

«Изучение удара шаров»
Цель работы: ознакомиться с явлениями, связанными с движением и соударением шаров. Определить коэффициенты восстановления скорости и энергии при абсолютном неупругом ударе.

Приборы и принадлежности:

- установка для изучения удара шаров

- технические весы

- комплект шаров.

Описание установки и эксперимента.



Рис.1. Установка для изучения удара шаров

Установка представляет собой баллистический динамометр, состоящий из двух шаров (1) и (2) (рис.1), подвешенных на нитях одинаковой длины. Шар (1) может удерживаться в отклоненном положении электромагнитом. При выключении электромагнита шар (1) ударяется о шар (2). Происходит прямой центральный удар.

Положение шаров до и после удара фиксируется по углу отклонения их от положения равновесия по проградуированной шкале. Шар (1) в момент удара имеет скорость v₁, шар (2) – неподвижен. После удара шары имеют скорости u₁ и u₂, направленные противоположно, что приводит к тому, что шар (2) отклоняется влево, а шар (1) вправо от положения равновесия.



Рис.2. Кинематическая схема

1. 
   Измерение массы шаров
   

m₁ = 110,04 ± 0,1 гр

№ п/п	1	2	3	4	5
Масса, гр	109,9	110,1	109,5	110,5	110,2

m₂ = 110,04 ± 0,1 гр

№ п/п	1	2	3	4	5
Масса, гр	110,5	109,6	110,1	110,2	109,8

2. 
   Начальный угол отклонения шара m₁
   

α = 11,26 ± 0,03 град

№ п/п	1	2	3	4	5
Начальный угол, град	11°10`	10°55`	12°05`	11°12`	10°56`

3. 
   Прикрепляем к нити груз массой m₁ и фиксируем угол отклонения β левого шара.
   

№ п/п	βi, град	βi, град	∆ βi	∆2 βi	Sn	βср	∆ β	E, %
1	10°30`	10,5°	-0,066	0,004	0,085	10,566°	0,238	2,25
2	10°40`	10,67°	0,104	0,011	0,085	10,566°	0,238	2,25
3	10°20`	10,33°	-0,236	0,056	0,085	10,566°	0,238	2,25
4	10°30`	10,5°	-0,066	0,004	0,085	10,566°	0,238	2,25
5	10°50`	10,83°	0,264	0,070	0,085	10,566°	0,238	2,25

4. 
   Расчет среднего значения коэффициента восстановления скорости по формуле:
   

k = ((110,04+110,04)/ 110,04) * sin(5,283°)/sin(5,63°) – 1 = 0,877

5. 
   Расчет абсолютной погрешности коэффициента восстановления скорости по формуле:
   

∆k= ((0,1+0,1)/(110,04+110,04) + 0,1/110,04 + ctg(5,283°)*0,004 + ctg(5,63°)*0,0005) * (0,877 + 1) = 0,094

6. 
   Коэффициент восстановления скорости
   

k = 0,877 ± 0,094

7. 
   Расчет среднего значения коэффициента восстановления энергии ε
   

ε = (110,04*10^-3 + 110,04*10^-3*0,877²)/(110,04*10^-3 + 110,04*10^-3) = 0,88

8. 
   Расчет относительной погрешности коэффициента восстановления энергии
   

E = (0,1 + 0,877²*0,1 + 2*0,877*110,04*0,094)/(110,04 + 0,877²*110,04) + (0,1 + 0,1)/(110,04 + 110,04) = 0,095

9. 
   Расчет абсолютной погрешности
   

∆ ε = E ε_ср

∆ ε = 0,095*0,88 = 0,0836

ε = 0,88 ± 0,0836