Нижегородский Государственный Технический Университет.

Лабораторная работа по физике №1-21.

Механический удар.

Выполнил студент группы:

13-НТ

Лебедев А.В.

Принял:

Федотов А.Б.

Нижний Новгород

2014г.

Цель работы: Ознакомиться с элементами теории механического удара

и экспериментально определить время удара , среднюю силу удара F, коэффициент восстановления .

Практическая ценность работы.

В работе изучается экспериментальный метод измерения временных

интервалов порядка 10 ^-5 с, а также методы обработки экспериментальных

данных.

Схема экспериментальной установки.

А- стальной шарик массы m,

подвешенный на проводящих

нитях длиной L.

В- неподвижное тело большой

массы, с которым соударяется

шарик.

Рpис.№1.

Измерительные средства:

1). Частотомер ЧЗ-34.

2). Шкала отсчета углов.

Исходные данные:

Масса шарика -

Длина нити -

Ускорение свободного падения -

Приборные погрешности.

1). Для частотомера ЧЗ-34 : =

2). Для шкалы ‘отсчёта углов : 

Основные формулы.

1). По теореме об изменении импульса материальной точки :

,после проектирования на ось Х получаем F=.

2). По теореме об изменении механической энергии системы шар-Земля» ;

из рис.№1 получаем ;

откуда

3). = - коэффициент восстановления, причём 01

Таблица №1.

,o									
№ опыта	мкс		мкс		мкс		мкс		мкс	
1	58,43	13,5	51,06	19,5	49,72	24	48,86	29	44,12	36
2	57,66	13	52,72	20	50,08	24,5	46,61	30,5	44,95	36
3	56,33	13,5	53,39	19,5	49,75	23,5	46,39	29,5	44,65	36,5
4	57,41	14	52,8	19	50,6	24	46,92	30	43,71	37
5	58,78	13,5	53,67	19	48,61	23,5	46,67	28,5	44,39	36,5
6	57,19	13,5	52,53	18,5	49,62	23,5	47,5	30	44,98	35,5
7	56,78	14	51,86	18,5	47,11	24	46,28	30,5	44,48	36,5
8	58,21	13,5	52,51	20,5	49,73	24	47,46	30	44,21	37
9	59,72	13,5	51,11	19,5	50,47	24	46,23	29,5	45,15	35,5
10	58,22	13,5	50,46	20	48,85	24	46,66	30,5	44,36	36,5

Расчёты.

1). V₁=.

2). <V₂>=

3). <F>=;

4). =.

Расчет погрешностей исходных данных.

1).

2).

3).

Расчет погрешностей прямых измерений.

Количество повторений - 10 .

При Р=95% , коэффициенты Стьюдента: .

1)

; _

мкс, Р=95%, _

1)

; _

__⁰; Р=95%, _

Расчет погрешностей косвенных измерений.

1).

V₁=V₁V₁=(1,290,022)м/с; P=95%;=0,017.

1)

V₂=<V₂ > V₂=(0,840,02)м/с; P=95%;=0,024.

_

1)

_

0,650,02; P=95%;_=0,03.

_F;

1).

F=<F>F=(772,722,4)H; P=95%, _F=0,029.

Таблица №2.

,o	<F>,H	V1,м/с	<>,мкс		F,H	V1,м/c	,мкс
	478,74	0,86	57,77	0,7	14,4	0,0215	0,68
	772,7	1,29	52,2	0,65	22,4	0,022	0,76
	1045,7	1,7	49,4	0,61	31,4	0,022	0,59
	1372,2	2,1	46,8	0,6	39,8	0,021	0,33
	1712,14	2,48	44,5	0,62	49,7	0,022	0,33

Итоговая таблица результатов:

Построение графиков.

График зависимости Fот V1 .

График зависимости от V1.

График зависимости от V1 .

11.

Вывод:

Мы ознакомились с элементами теории механического удара и экспериментально определили время удара τ, среднюю силу удара F, коэффициент восстановления .

Для уменьшения погрешности измерений было проведено по 10 опытов для 5 различных углов отклонения. Отсутствие промахов свидетельствует о правильности проведения всех измерений на всех десяти опытах. Таким образом, экспериментальная часть работы выполнена верно. Очевидно, что минимальные погрешности были обусловлены достаточно малой погрешностью частотомера (мкс.) и оптимальным количеством проведённых опытов.

что согласуется с теоретическими формулами. Коофициент восстановления не зависит. Сила удара линейно зависит, что согласуется с теоретическими формулами, а коэффициент восстановления находятся в гипербалической зависимости от скорости в момент соударения шарика с массивным телом.

Удар не является абсолютно упругим, т.к. mg≠mg.Механическая энергия не сохраняется