Описание установки и метода измерений


Установка для исследования взаимодействия шаров при ударе (рис. 7.1) состоит из треноги, кронштейнов, к которым через бифилярные подвесы подвешены шары, и градусной шкалы.

В работе до удара движется один шар массой m1, поэтому закон сохранения импульса имеет вид

. (7.6)

Чтобы проверить выполнение закона сохранения импульса и рассчитать коэффициент восстановления энергии, необходимо знать скорости шаров непосредственно перед ударом и после него. Определение скоростей шаров производится в предположении, что сопротивление воздуха отсутствует и к движению отдельного шара применим закон сохранения механической энергии.

Рис. 7.1

Для сообщения шару m1 скорости его отклоняют от положения равновесия на угол aи затем отпускают. В наивысшем положении В скорость шара равна нулю, и он обладает только потенциальной энергией, а в наинизшем положении С его высота равна нулю и он обладает только кинетической энергией. Так как сопротивлением воздуха пренебрегают, закон сохранения механической энергии для шара имеет вид

,

откуда

, (7.7)

где высота, на которую поднимается шар при отклонении на угол a, скорость шара непосредственно перед ударом.

Высоту, на которую поднимается центр масс шара при отклонении от положения равновесия, измерить невозможно, но ее можно выразить через угол a. Рассмотрев треугольник АОВ, в котором гипотенуза равна длине подвеса ОВ = ,а прилежащий катетАО = , найдем, что

,

откуда

. (7.8)

Подставив (7.8) в (7.7), найдем скорость шара перед ударом

. (7.9)

Скорости первого и второго шаров после удара находят также по формуле (7.9), в которой меняют соответственно на – угол отклонения первого шара после удара – и β угол отклонения второго шара после удара

, (7.10)

. (7.11)

Подставив (7.9), (7.10) и (7.11) в (7.6), получают формулу для проверки закона сохранения импульса в данной работе

. (7.12)

В (7.12) скорость первого шара до удара считают положительной, остальным скоростям приписывают знак в зависимости от направления отклонения шаров.

Подставив (7.9), (7.10) и (7.11) в (7.5), получают формулу для расчета коэффициента восстановления энергии

. (7.13)

 



Дата добавления: 2021-02-19; просмотров: 295;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.007 сек.