МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени В.С. Черномырдина»

Губкинский институт (филиал)

Физика Механика соударение шаров

Методические указания к лабораторной работе №8 для направления подготовки

специалистов:	130400.65	- Горное дело
	190109.65	- Наземные транспортно-технологические средства
бакалавров:	080200.62	- Менеджмент
	140400.62	- Электроэнергетика и электротехника
	220400.62	- Управление в технических системах
	270800.62	- Строительство
	190600.62	- Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов

Губкин, 2011

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени В.С. Черномырдина»

Губкинский институт (филиал)

УТВЕРЖДЕНО

Директором Губкинского

института (филиала) МГОУ

Физика Механика соударение шаров

Методические указания к лабораторной работе №8 для направления подготовки

специалистов:	130400.65	- Горное дело
	190109.65	- Наземные транспортно-технологические средства
бакалавров:	080200.62	- Менеджмент
	140400.62	- Электроэнергетика и электротехника
	220400.62	- Управление в технических системах
	270800.62	- Строительство
	190600.62	- Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов

Губкин, 2011

УДК 53

Ф 50

Физика. Часть 1. Соударение шаров: Методические указания к лабораторной работе №8 / Сост. А.Н. Ряполов, Н.В. Ряполова; Рец. к.ф.-м.н., доцент кафедры физики КГТУ Т.И. Аксенова, к.т.н., зав.кафедрой автомобили и автомобильное хозяйство ГИ (филиала) МГОУ профессор А.И. Гарбовицкий. - Губкин.: ГИ МГОУ, 2011.- 10с.

Методические указания включают рекомендации и указания по определению:

а) потерь механической энергии в том случае, когда соударение тел не

является абсолютно упругим,

б) скорости распространения звука в твердом материале.

Методические указания содержат теоретическую часть, описание экспериментальной установки, порядок выполнения работы. Содержатся рекомендации по методам обработки и представления результатов.

Данные методические указания ориентированы на экспериментальное изучение и практическое применение законов сохранения энергии и импульса.

Предназначены для студентов технических специальностей вузов.

© Губкинский институт (филиал) Московского государственного открытого университета, 2011.

© А.Н. Ряполов, Н.В. Ряполова, 2011.

Лабораторная работа №8

СОУДАРЕНИЕ ШАРОВ

Цель работы: Применить и проверить законы сохранения при соударении тел.

Приборы и принадлежности: лабораторный комплекс ЛКМ-8.

Краткое теоретическое введение

Законы сохранения энергии и импульса фактически являются единственным средством теоретического изучения процессов соударения тел. Под соударениями в физике понимают процессы сильного взаимодействия тел при сближении, происходящие за очень короткий промежуток времени и сопровождающиеся изменением их движения. При соударении тела претерпевают деформацию. В процессе соударения кинетическая энергия тел частично или полностью переходит в потенциальную энергию упругой деформации, во внутреннюю энергию тел (тепло) и энергию звуковых волн. Различают два предельных вида удара: абсолютно упругий и абсолютно неупругий. Под абсолютно упругим понимают удар, при котором механическая энергия тел не переходит в другие, немеханические, виды энергии. Абсолютно неупругий удар характеризуется тем, что потенциальная энергия деформации не возникает, а кинетическая энергия тел полностью или частично переходит во внутреннюю.

Р ассмотрим случай абсолютно упругого соударения - центральный удар двух шаров. При центральном ударе на входе в зону соударения и при выходе из этой зоны скорости шаров направлены вдоль одной прямой. Для простоты рассуждений будем считать, один из шаров (масса ) до столкновения покоится: . Назовем этот шар мишенью, а налетающий шар с массой и скоростью - снарядом. Скорости шаров, разлетающихся после столкновения, обозначим через и (рис.1).

Законы сохранения импульса и энергии запишутся в виде:

, (1)

. (2)

Проецируя равенство (1) на направление скорости , получим скалярное уравнение, которое с (2) образует систему уравнений для нахождения проекций и скоростей шаров после удара. Решая её, находим

, . (3)

Если масса шаров одинакова , то первый шар останавливается, а второй шар после удара движется с такой же скоростью, как и первый шар до удара. Если снаряд легче мишени ( ), то согласно (3) , т.е. снаряд отскакивает назад. Если снаряд тяжелее мишени, то после удара снаряд продолжает двигаться в том же направлении с меньшей скоростью.