![]() |
![]() |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Категории: АстрономияБиология География Другие языки Интернет Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Механика Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Транспорт Физика Философия Финансы Химия Экология Экономика Электроника |
Порядок выполнения работы.Закон сохранения энергии. Полная механическая энергия замкнутой системы тел, между которыми действуют только консервативные силы, остается постоянной.
Закон сохранения импульса. Импульсом тела называется векторная физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость:
Направление вектора импульса совпадает с направлением вектора скорости. Геометрическая сумма импульсов частиц, образующих механическую систему, наз-ся импульсом системы:
Из этого уравнения следует, что импульс яв-ся аддитивной величиной. Закон сохранения импульса гласит: импульс замкнутой системы материальных точек остается постоянным:
Закон сохранения момента импульса. Моментом импульса I материальной точки (частицы) относительно неподвижной точки О, наз-ся векторное произведение радиус-вектора r , определяющего положение частицы относительно точки О, на импульс частицы:
Соответственно, моментом импульса механической системы относительно неподвижной точки О называется вектор
Момент импульса относительно точки – псевдовектор, направление которого можно определить правилом правого винта (рис 1) Модуль момента импульса равен:
Моментом импульса механической системы относительно оси называется проекция на эту ось вектора момента импульса системы относительно любой точки, выбранной на рассматриваемой оси:
Закон сохранения импульса: момент импульса замкнутой системы материальных точек остается постоянным.
Приборы: линейка диапазон измерений от 0 до 150 миллиметров; цена деления 1,0 мм; Принадлежности: установка ФМ-09 (баллистический маятник, схема приведена ниже), тело.
1- кронштейн 2- пусковое устройство 3- стальной стержень 4- мишень со шкалами 5- прозрачный кожух 6- фотоэлектрический датчик 7- основание 8- вертикальная стойка 9- миллисекундомер 10- стальная проволока 11- кронштейн 12- стержень
Расчетные формулы. После попадания тела в мишень движение с крутильного маятника будет передаваться в соответствии с уравнением :
Где Решением этого уравнения яв-ся функция :
Где
На основании закона сохранения момента импульса, считая удар полностью неупругим, можно написать:
Где mVl- момент импульса тела относительно оси вращения маятника; m- масса тела; V-его скорость; l- расстояние от оси вращения до точки удара тела.
Где В соответствии с законом сохранения энергии, предполагая что работа сил трения мала:
Где Разделив уравнение (14) на уравнение (12) используя соотношение (13) получим: Из последнего выражения выразим скорость:
Окончательное выражение скорости полета:
Порядок выполнения работы. 1. Грузы, расположенные на стержне, приблизим к оси вращения маятника, зафиксируем их положение винтами и измерим расстояние 2. Зарядим пусковое устройство, для чего одну из его подвижных ручек повернем вверх, вложим тело и возвратим эту ручку в первоначальное положение. Потянем за обе подвижные ручки на себя до щелчка. 3. Убедившись, что маятник находится в состоянии покоя, произведем выстрел и по шкале определим максимальный угол 4. Не останавливая маятника, измерим по миллисекундомеру время t 10 полных колебании. 5. Выстрел и измерения 6. Грузы, расположенные на стержне максимально удалим от оси вращения маятника, зафиксируем их положение винтами и измерим расстояние 7. Повторим всё, что указано в п. 3-5 при данном положении грузов. Рассчитаем период колебаний маятника 8. Измерим расстояние
9. Полученные данные занесем в таблицы:
10. Вычислим скорость полета тела:
11. Рассчитаем погрешность
13. Запишем результат в виде Вывод: В ходе данной лабораторной работы мы нашли скорость полета тела с помощью баллистического маятника. Были приобретены практические навыки по вычислению скорости полета тела с помощью косвенных измерений, по работе с баллистическим маятником( ФМП- 09), по расчету погрешности косвенных измерений, по применению на практике законов сохранения энергии, импульса и момента импульса для вращательного движения. При проведении работы был получен результат |