Кафедра физики

О Т Ч Е Т

по лабораторной работе ФМ-17

«Изучение законов сохранения импульса»

Студент: Поспелова М.В. Группа 1153

1. Приборы и материалы, применяемые в работе

(наименование, основные характеристики)

Установка представлена на рис. 5 и включает в свой состав: 1- ос­нование; 2 - вертикальную стойку; 3 - верхний кронштейн; 4 - корпус; 5 - электромагнит; 6 - нити для подвески металлических шаров; 7 - провода для обеспечения элек­трического контакта шаров с клеммами 10.

Основание снабжено тремя регулируемыми опорами 8 и зажи­мом 9 для фиксации вертикальной стойки 2 ( выполненной из металлической трубы ); на верхнем кронштейне 3, предназначенном для подвески шаров, расположены узлы регулировки, обеспечивающие прямой центральный удар шаров, и клеммы 10; корпус 4 предназначен для крепления шкалы 11 угловых переме­щений; элек­тромагнит 5 предназначен для фиксации исходного положения одного из шаров 12.

Металлические шары выполнены из алюминия, латуни и стали.

Установка работает от блока электронного ФМ 1/1.Электропитание блока осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В.

2. Теоретические положения

Импульс: = m(). Существует два предельных вида удара: абсолютно упругий и абсолютно неупругий.

Абсолютно упругим называется такой удар, при котором механическая энергия тел не переходит в другие, немеханические, виды энергии, а размеры и форма тел полностью восстанавливаются после удара.

Абсолютно неупругим ударом называется такой удар, при котором раз­меры и форма тел не восстанавливаются после удара.

Рассмотрим абсолютно неупругий удар:

( +)

а) до удара б) после удара

Рис. 1

По закону сохранения импульса имеем

+= ,

или

+ = ( +),

откуда

=. (1)

Рассмотрим абсолютно упругий удар:

a) до удара б) после удара

Рис. 2

Тогда законы сохранения импульса и энергии запишутся в виде

+ = + ; (2)

. (3)

“лобовое” столкновение частиц:

= 0

а) до удара б) после удара

Рис. 3

=; (4)

=. (5)

и - скоростей шаров после удара.

Проанализируем передачу энергии при ударе.

m << m. Тогда, пренебрегая в знаменателе для величиной m по сравнению с m, полу­чаем формулу

≈,

с учетом которой кинетическая энергия шара m после удара:

,

т. к. m/ m<<1.

Коэффициент восстановления скорости: =.

Коэффициент восстановления энергии: =.