II. Исследование неупругого столкновения.

1. Во внутренние торцы тележек вставьте штекеры - в правую с иглой, а в левую с пробкой.

2. Установите левый световой барьер на расстоянии ~ 25см (по линейке на рельсе), а правый световой барьер на расстоянии ~ 70см.

3. Взведите спусковое устройство и подведите к нему вплотную тележку (m₁) без грузов.

4. Правую тележку (m₂, вначале без грузов) установите между световыми барьерами так, чтобы пластинка на правой тележке немного не доходила до правого светового барьера.

5. Спустите защелку спускового устройства.

6. Левая тележка начнет двигаться, столкнется с правой тележкой. После столкновения тележки будут двигаться вместе с некоторой скоростью v.

7. Измерьте время t₁₀ по первому дисплею. Оно соответствует скорости левой тележки до удара (u₁₀). Измерьте время t по третьему дисплею. Оно соответствует скорости тележек после удара (u).

8. Повторите измерения (пп.3 - 7) 3 раза.

9. Повторите пп. 3 - 8 для разных масс m₂, устанавливая на правую тележку дополнительные грузы 50 г, 100 г, 159 г, 200 г, 250г.

10. Полученные результаты измерений занесите в таблицу 2.4.

Таблица 2.4

Величина	m₁	m₂	l	t₁₀	t	u₁₀	u
Единицы измерений Номер опыта	кг	кг	м	с	с	м/с	м/с
	0,4	0,4	0,1
	0,4	0,45
	0,4	0,5
	0,4	0,55
	0,4	0,6
	0,4	0,65

11. По измеренным данным вычислите импульсы Р₁₀, Р, кинетические энергии W₁₀, W и экспериментальное значение количества тепла Q_эксп. = W₁₀ -W, выделившееся при ударе. Результаты вычислений занесите в таблицу 2.5.

Таблица 2.5

Величина	m₁	m₂	m₂/m₁	p₁₀	p	W₁₀	W	Q_эксп
Единицы измерений Номер опыта	кг	кг		кг^.м/c	кг^.м/c	Дж	Дж	Дж
	0,4	0,4
	0,4	0,45
	0,4	…
	0,4	1,00

12. На основе вычисленных значений импульсов сделайте вывод о выполнении закона сохранения импульса.

13. По формуле (2.6) вычислите теоретическое значение количества тепла Q_т, выделившееся при ударе, в зависимости от отношения масс m₂/m₁. Значения m₂/m₁ берите от 0 до 2 через 0,125. Для W₁₀ возьмите экспериментальное значение.

14. Полученные результаты занесите в таблицу 2.6.

Таблица 2.6

Величина	m₂/m₁	W₁₀	Q_т
Единицы измерений Номер опыта

	0,125
	0,25
	…
	2,0

15. По вычисленным значениям постройте график зависимости Q_т от m₂/m₁. На этот же график нанесите экспериментальные значения Q_эксп.

16. Проанализируйте экспериментальные и теоретические данные. Определите, на сколько процентов они отличаются. Убедитесь, что Q_эксп близко к теоретическому значению Q_т. Кроме того, при увеличении m₂/m_1, Q_т должно увеличиваться (при m₂/m₁→ ∞ Q_т стремится к W₁₀).

Контрольные вопросы

Чем отличается абсолютно упругий удар от абсолютно неупругого удара?
Что называется механической системой?
Какие системы являются замкнутыми?
В чём заключается закон сохранения импульса?
Каким свойством пространства обуславливается справедливость закона сохранения импульса?
В чём заключается закон сохранения полной механической энергии?
Для каких систем выполняется закон сохранения полной механической энергии?
В каких случаях закон сохранения полной механической энергии не выполняется?
В чём физическая сущность закона сохранения и превращения энергии?
Следствием каких законов являются выражения для скоростей тел после центрального абсолютно упругого удара?

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет ”Горный”

Кафедра общей и технической физики.