Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет
информационных технологий, механики и оптики УЧЕБНЫЙ ЦЕНТР ОБЩЕЙ ФИЗИКИ ФФ
Группа N3150 К работе допущен
Студент Фоменко Е.М. Работа выполнена
Преподаватель Волков И.А. Отчет принят
Рабочий протокол и отчет по лабораторной работе № 1.03
Изучение центрального соударения двух тел. Проверка второго закона Ньютона
Цели и задачи, решаемые при выполнении работы.
1. Исследование упругого и неупругого центрального соударения тел на примере тележек, движущихся с малым трением.
2. Исследование зависимости ускорения тележки от приложенной силы и массы тележки.
Рабочие формулы и исходные данные.
;
Измерительные приборы.
Наименование средства измерения
| Предел измерений
| Цена деления
| Класс точности
| Погрешность
| Линейка на рельсе
| 1,3 м
| 1 см/дел
| -
| 0,5 см/дел
| ПКЦ-3 в режиме измерения скорости
| 9,99 м/с
| 0,01 м/с
| -
| 0,01 м/с
| Электронные весы
| 250 г
| 1 г
| -
| 0,5 г
|
Схема установки (перечень схем, которые составляют Приложение1).
Схема экспериментальной установки см. Приложение 1.
Результаты прямых измерений и их обработки (таблицы, примерырасчетов).
Таблица 1.1
N опыта
| , г
| , г
| , м/с
| , м/с
| , м/с
| 1
| 52
| 49
| 0,43
| 0
| 0,33
| 2
| 0,43
| 0
| 0,33
| 3
| 0,44
| 0
| 0,34
| 4
| 0,44
| 0
| 0,34
| 5
| 0,44
| 0
| 0,34
| Таблица 1.2
N опыта
| , г
| , г
| , м/с
| , м/с
| , м/с
| 1
| 52
| 100
| 0,44
| -0,6
| 0,21
| 2
| 0,44
| -0,6
| 0,22
| 3
| 0,43
| -0,7
| 0,22
| 4
| 0,43
| -0,7
| 0,21
| 5
| 0,43
| -0,6
| 0,23
| Таблица 2.1
N опыта
| , г
| , г
| , м/с
| , м/с
| 1
| 56
| 52
| 0,42
| 0,2
| 2
| 0,42
| 0,18
| 3
| 0,43
| 0,19
| 4
| 0,42
| 0,2
| 5
| 0,42
| 0,2
| Таблица 2.2
N опыта
| , г
| , г
| , м/с
| , м/с
| 1
| 56
| 103
| 0,42
| 0,09
| 2
| 0,42
| 0,08
| 3
| 0,42
| 0,09
| 4
| 0,42
| 0,1
| 5
| 0,42
| 0,1
|
Таблица 3.1. Разгоняемое тело – тележка.
N опыта
| Состав гирьки
| m, г
| , м/с
|
| 1
| подвеска
| 2
| 0,26
| 0,61
| 2
| подвеска + одна шайба
| 3
| 0,3
| 0,75
| 3
| подвеска + две шайбы
| 3
| 0,34
| 0,86
| 4
| подвеска + три шайбы
| 4
| 0,37
| 0,97
| 5
| подвеска + четыре шайбы
| 5
| 0,39
| 1,06
| 6
| подвеска + пять шайб
| 6
| 0,42
| 1,11
| 7
| подвеска + шесть шайб
| 6
| 0,43
| 1,14
|
Таблица 3.2. Разгоняемое тело – тележка.
N опыта
| Состав гирьки
| m, г
| , м/с
|
| 1
| подвеска
| 2
| 0,2
| 0,46
| 2
| подвеска + одна шайба
| 3
| 0,24
| 0,56
| 3
| подвеска + две шайбы
| 3
| 0,28
| 0,64
| 4
| подвеска + три шайбы
| 4
| 0,31
| 0,72
| 5
| подвеска + четыре шайбы
| 5
| 0,33
| 0,76
| 6
| подвеска + пять шайб
| 6
| 0,36
| 0,83
| 7
| подвеска + шесть шайб
| 6
| 0,37
| 0,87
| Расчет результатов косвенных измерений (таблицы, примерырасчетов).
Таблица 4.1
N опыта
|
|
|
|
|
| 1
| 22,36
| 0
| 16,17
| -0,277±0,003
| -0,445±0,005
| 2
| 22,36
| 0
| 16,17
| -0,277±0,003
| -0,445±0,005
| 3
| 22,88
| 0
| 16,66
| -0,272±0,003
| -0,437±0,005
| 4
| 22,88
| 0
| 16,66
| -0,272±0,003
| -0,437±0,005
| 5
| 22,88
| 0
| 16,66
| -0,272±0,003
| -0,437±0,005
|
Таблица 4.2
N опыта
|
|
|
|
|
| 1
| 22,88
| -31,2
| 21
| -1,446±0,169
| 1,298±0,482
| 2
| 22,88
| -31,2
| 22
| -1,402±0,169
| 1,340±0,482
| 3
| 22,36
| -36,4
| 22
| -1,644±0,169
| 2,153±0,482
| 4
| 22,36
| -36,4
| 21
| -1,689±0,169
| 2,109±0,482
| 5
| 22,36
| -31,2
| 23
| -1,367±0,169
| 1,497±0,482
| Таблица 5.1
N опыта
|
|
|
|
|
| 1
| 23,52
| 21,6
| -0,082±0,051
| -0,563±0,046
| -0,481
| 2
| 23,52
| 19,44
| -0,173±0,051
| -0,646±0,046
| 3
| 24,08
| 20,52
| -0,148±0,051
| -0,623±0,046
| 4
| 23,52
| 21,6
| -0,082±0,051
| -0,563±0,046
| 5
| 23,52
| 21,6
| -0,082±0,051
| -0,563±0,046
| Таблица 5.2
N опыта
|
|
|
|
|
| 1
| 23,52
| 14,31
| -0,392± 0,065
| -0,870±0,028
| -0,648
| 2
| 23,52
| 12,72
| -0,459± 0,065
| -0,897± 0,028
| 3
| 23,52
| 14,31
| -0,392± 0,065
| -0,870± 0,028
| 4
| 23,52
| 15,9
| -0,324± 0,065
| -0,839± 0,028
| 5
| 23,52
| 15,9
| -0,324± 0,065
| -0,839± 0,028
| Таблица 6.1
N опыта
|
|
| T, мН
| 1
| 2
| 0,234
| 19,172
| 2
| 3
| 0,363
| 28,370
| 3
| 3
| 0,480
| 28,020
| 4
| 4
| 0,618
| 36,806
| 5
| 5
| 0,747
| 45,363
| 6
| 6
| 0,812
| 54,048
| 7
| 6
| 0,857
| 53,775
| T=56,14334683*a+4,947993277
Таблица 6.2
N опыта
|
|
| T, мН
| 1
| 2
| 0,132
| 19,376
| 2
| 3
| 0,197
| 28,869
| 3
| 3
| 0,255
| 28,696
| 4
| 4
| 0,325
| 37,981
| 5
| 5
| 0,361
| 47,297
| 6
| 6
| 0,430
| 56,339
| 7
| 6
| 0,477
| 56,058
| T= 113,8403168*a+ 3,839017547
Графики (перечень графиков, которые составляют Приложение2).
График зависимости T(a).
Окончательные результаты.
Упругий удар для двух легких тележек:
Упругий удар для легкой и тележки с утяжелителем:
Неупругий удар для двух легких тележек:
Неупругий удар для легкой и тележки с утяжелителем:
для 2 легких
с утяжелителем
Вывод: теоретическое значение в указанные в п.2 экспериментальные доверительные интервалы не попадает.
Графики представлены в приложении 2.
Табличный значения масс тележек совпадают с доверительными интервалами. ( , )
Приложение 1. Приложение 2.
|