Главная страница
Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
qrcode

методические указания к л.р.№1. Лабораторная работа 1 5 соударения упругих шаров


НазваниеЛабораторная работа 1 5 соударения упругих шаров
Анкорметодические указания к л.р.№1.docx
Дата25.09.2017
Размер70.2 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файламетодические указания к л.р.№1.docx
ТипЛабораторная работа
#19262
КаталогОбразовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1_5

СОУДАРЕНИЯ УПРУГИХ ШАРОВ



Ознакомьтесь с конспектом лекций и учебником (Савельев, т.1, § 27, 28). Запустите программу «Механика. Мол.физика». Выберите «Механика» и «Соударения упругих шаров». Нажмите вверху внутреннего окна кнопку с изображением страницы. Прочитайте краткие теоретические сведения. Необходимое запишите в свой конспект. (Если вы забыли, как работать с системой компьютерного моделирования, прочитайте ВВЕДЕНИЕ еще раз)

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

  1. Выбор физических моделей для анализа взаимодействия двух шаров при столкновении.

  2. Исследование физических характеристик, сохраняющихся при соударениях упругих шаров.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ:

Ознакомьтесь с текстом в Пособии и в программе компьютера (кнопка “Физика”). Законспектируйте следующий материал:

удар (соударение, СТОЛКНОВЕНИЕ) - модель взаимодействия двух тел, длительность которого равна нулю (мгновенное событие). Применяется для описания реальных взаимодействий, длительностью которых можно пренебречь в условиях данной задачи.

АБСОЛЮТНО УПРУГИЙ УДАР - столкновение двух тел, после которого форма и размеры сталкивающихся тел восстанавливаются полностью до состояния, предшествовавшего столкновению. Суммарные импульс и кинетическая энергия системы из двух таких тел сохраняются (после столкновения такие же, какими были до столкновения):

; .

Пусть второй шар до удара покоится. Тогда, используя определение импульса и определение абсолютно упругого удара, преобразуем закон сохранения импульса, спроектировав его на ось ОХ, вдоль которой движется тело, и ось OY, перпендикулярную OX, в следующее уравнение:

, .

Далее изменим обозначения (для сокращения записи):

.

Y

m22

V2 X

d m1

V0

V11

ДО ПОСЛЕ

Прицельное расстояние d есть расстояние между линией движения первого шара и параллельной ей линией, проходящей через центр второго шара. Законы сохранения для кинетической энергии и импульса преобразуем и получим:

(1)

(2)

(3)

ЗАДАНИЕ: Выведите формулы 1, 2 и 3
МЕТОДИКА и ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЙ

Внимательно рассмотрите рисунок, найдите все регуляторы и другие основные элементы и зарисуйте их в конспект.



Рассмотрите картинку на экране. Установив прицельное расстояние d  2R (минимальное расстояние, при котором не наблюдается столкновения), определите радиус шаров.

Установив прицельное расстояние 0
Получите у преподавателя допуск для выполнения измерений.
ИЗМЕРЕНИЯ:

Установите, двигая мышью движки регуляторов, массы шаров и начальную скорость первого шара (первое значение), указанные в табл. 1 для вашей бригады. Прицельное расстояние d выберите равным нулю. Нажимая мышью на кнопку «СТАРТ» на экране монитора, следите за движением шаров. Результаты измерений необходимых величин записывайте в таблицу 2, образец которой приведен ниже.

Измените значение прицельного расстояния d на величину (0.2d/R, где R - радиус шара) и повторите измерения.

Когда возможные значения d/R будут исчерпаны, увеличьте начальную скорость первого шара и повторите измерения, начиная с нулевого прицельного расстояния d. Результаты запишите в новую таблицу 3, аналогичную табл. 2.

Таблица 1. Массы шаров и начальные скорости (не перерисовывать).

Номер

бригады
m1

(кг)
m2

(кг)
V0

(м/с)
V0

(м/с)



Номер

бригады
m1

(кг)
m2

(кг)
V0

(м/с)
V0

(м/с)

1
1
5
4
7



5
1
4
6
10

2
2
5
4
7



6
2
4
6
10

3
3
5
4
7



7
3
4
6
10

4
4
5
4
7



8
4
4
6
10

Таблицы 2 и 3. Результаты измерений и расчетов (количество измерений и строк = 10)
m1 =___(кг), m2 =___(кг), V0 = ___(м/с), (V0)2 = _____(м/с)2

№
d/R
V1

м/с
V2

м/с
1

град
2

град
V1Cos1

м/с
V1Sin1

м/с
V2Cos2

м/с
V2Sin2

м/с


(м/с)2


(м/с)2

1
0






























2
0.2






























...


































ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА:

  1. Вычислите необходимые величины и заполните таблицы 2 и 3.

  2. Постройте графики зависимостей (на трех рисунках)

  1. разности квадратов скоростей первого шара до и после удара как функция от квадрата скорости второго шара после удара ,

  2. разности проекций на ОХ скоростей первого шара до и после удара как функция от проекции на ОХ скорости второго шара после удара ,

  3. проекции на OY скорости первого шара после удара от проекции на OY скорости второго шара после удара .

  1. По каждому графику определите отношение масс m2/m1 шаров. Вычислите среднее значение этого отношения и абсолютную ошибку среднего.

  2. Проанализируйте и сравните измеренные и заданные значения отношения масс.


Вопросы и задания для самоконтроля


  1. Что такое удар (столкновение)?

  2. Для какого взаимодействия двух тел можно применять модель столкновения?

  3. Какое столкновение называют абсолютно упругим?

  4. При каком столкновении выполняется закон сохранения импульса?

  5. Дайте словесную формулировку закона сохранения импульса.

  6. При каких условиях сохраняется проекция суммарного импульса системы тел на некоторую ось.

  7. При каком столкновении выполняется закон сохранения кинетической энергии?

  8. Дайте словесную формулировку закона сохранения кинетической энергии.

  9. Дайте определение кинетической энергии.

  10. Дайте определение потенциальной энергии.

  11. Что такое полная механическая энергия.

  12. Что такое замкнутая система тел?

  13. Что такое изолированная система тел?

  14. При каком столкновении выделяется тепловая энергия?

  15. При каком столкновении форма тел восстанавливается?

  16. При каком столкновении форма тел не восстанавливается?

  17. Что такое прицельное расстояние (параметр) при столкновении шаров?


1.ЛИТЕРАТУРА





  1. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.1. М.: «Наука», 1982.

  2. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2. М.: «Наука», 1978.

  3. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.3. М.: «Наука», 1979.

2.НЕКОТОРЫЕ ПОЛЕЗНЫЕ СВЕДЕНИЯ



ФИЗИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ


Название
Символ
Значение
Размерность

Гравитационная постоянная
 или G
6.67 10-11
Н м2кг-2

Ускорение свободного падения на поверхности Земли
g0
9.8
м с-2

Скорость света в вакууме
c
3 108
м с-1

Постоянная Авогадро
NA
6.02 1026
кмоль-1

Универсальная газовая постоянная
R
8.31 103
Дж кмоль-1 К-1

Постоянная Больцмана
k
1.38 10-23
Дж К-1

Элементарный заряд
e
1.6 10-19
Кл

Масса электрона
me
9.11 10-31
кг

Постоянная Фарадея
F
9.65 104
Кл моль-1

Электрическая постоянная
о
8.85 10-12
Ф м-1

Магнитная постоянная
о
4 10-7
Гн м-1

Постоянная Планка
h
6.62 10-34
Дж с


ПРИСТАВКИ И МНОЖИТЕЛИ

для образования десятичных кратных и дольных единиц


Приставка
Символ
Множитель



Приставка
Символ
Множитель




дека
да
101



деци
д
10-1

гекто
г
102



санти
с
10-2

кило
к
103



милли
м
10-3

мега
М
106



микро
мк
10-6

гига
Г
109



нано
н
10-9

тера
Т
1012



пико
п
10-12

перейти в каталог файлов

Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей

Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей