Badanie centralnych zderzeń sprężystych - omówienie

Nasza ocena:

3
Pobrań: 315
Wyświetleń: 1631
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Badanie centralnych zderzeń sprężystych - omówienie - strona 1 Badanie centralnych zderzeń sprężystych - omówienie - strona 2 Badanie centralnych zderzeń sprężystych - omówienie - strona 3

Fragment notatki:

  1 Ćwiczenie 13  Badanie centralnych zderzeń sprężystych i niesprężystych  I. Zagadnienia do samodzielnego opracowania  1.  Kinematyka i dynamika punktu materialnego.  2.  Zasada zachowania pędu i energii.  3.  Zderzenia:  a)  sprężyste,  b)  niesprężyste.  II. Wprowadzenie   Celem  ćwiczenia jest sprawdzenie zasady zachowania energii i pędu w  centralnych zderzeniach kul sprężystych i niesprężystych.    Dwie kule: jedna (lewa) o masie  2 m   i druga (prawa) o masie  1 m   zawieszone są na  niciach tak, że odległość od punktu zawieszenia do środka kuli jest dla obydwu równa,  a odległość punktów zawieszenia jest równa sumie promieni kul (rys. 1).     1 2 m m 1 2 l h h(0) h (  ) α α l a) b)   Rys. 1. Zderzenia centralne kul   Jeżeli jedną z nich, np. kulę   1  odchylimy o kąt  α i puścimy swobodnie, to  w położeniu początkowym jej energia kinetyczna będzie równa różnicy energii  potencjalnej w pozycji odchylonej i położeniu, w którym nić tworzy z pionem kąt   o 0 .   Energię potencjalną kul liczymy względem dowolnego poziomu odniesienia  oznaczonego jako zerowy.    ) 0 ( ) ( ) 0 ( ) ( 1 1 . . . h g m h g m E E E pot pot kin − = − = α α       (1)    W równaniu tym zaniedbuje się wszystkie siły tarcia.  Z rys. 1b mamy:    ( )  − = − = = − α α α cos 1 cos ) 0 ( ) ( l l l h h h h                   (2)    Po podstawieniu (2) do wyrażenia (1) otrzymamy:    ( ) α cos 1 1 . − = l g m Ekin                    (3a)   Prędkość kuli 2 w położeniu najniższym, tuż przed zderzeniem, można obliczyć  ze wzoru:    2 2 1 . v m Ekin  =    stąd    1 2 m E v . kin =             (3b)    Pęd tej kulki wynosi:    ( ) α cos l g m v m p − = = 1 2 1 1                 (3c)    2  Zderzenie kuli 1 ze spoczywającą w położeniu równowagi kulą 2, można traktować  jak zderzenie swobodne, ponieważ reakcja więzów równoważy w tym miejscu siłę  ciężkości.    Energie kinetyczne posiadane przez kule w chwili zderzenia zmieniają się w  czasie dalszego ruchu w ich energie potencjalne, przy czym nici odchylają się  odpowiednio o kąty  1 α  i  2 α .    Sprawdzenia zasad zachowania energii i pędu możemy dokonać w oparciu  o następujące zależności:  •  przed zderzeniem  Kula 1:     ( ) ( )    − ′ = − ′ = α α cos 1

(…)

….
z uwzględnieniem zwrotów tych wektorów.
III. Wykonanie ćwiczenia
1. Na nakrętki zawieszek wkręcić dwie kule wskazane przez prowadzącego zajęcia,
zwrócić uwagę czy układ jest wypoziomowany.
2. Kręcąc pokrętłem 7 (rys. 2) umieszczonym na wsporniku górnym ustawić taką
odległość między nitkami 10, aby kule stykały się ze sobą.
3. Poluzować śruby 9 i przesunąć uchwyty 8 do pozycji, w której ostrza zawieszek
będą znajdować się w jednej płaszczyźnie z kątownikami ze stali 3; dokręcić śruby
9.
4. Skorygować centralne ustawienie kul doprowadzając do równości poziomów rys na
kulach.
5. Ustawić kątowniki tak, aby ostrza zawieszek, kiedy kule zajmują położenie
spoczynkowe wskazywały zero (regulacja odpowiednimi śrubami na kątowniku).
6. Ustawić elektromagnes w odległości wskazanej przez prowadzącego i na takiej
wysokości, aby jego oś była przedłużeniem rys na skali (regulacja śrubami 4 i 5).
7. Włączyć przyrząd do sieci W1.
8. Nacisnąć przełącznik W3.
9. Pokrętłem 6 wyregulować siłę elektromagnesu tak, aby elektromagnes trzymał kulę.
10. Prawą kulę odciągnąć w stronę elektromagnesu i zablokować w tym położeniu,
lewą ustawić nieruchomą w położeniu spoczynkowym.
2
11. Odczytać kąt α .
12. Wcisnąć przełącznik W2.
13…
… z zawieszkami. Masa wieszaczka
mw = 17,28 g .
15. Pomiary powtórzyć dla innego zestawu kul.
Rys.2. Schemat układu pomiarowego do zderzenia kul
Uwaga:
3
W celu uzyskania zderzenia niesprężystego należy nakleić na jedną z kul
niewielki plasterek plasteliny w miejscu zderzenia się z drugą kulą.
Tabela pomiarowa
α
α1
α1sr
∆α1 max
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
α2
[ ]
α 2 sr
∆α 2 max
l
[ ]
[ ]
[ ]
16. Obliczyć energię i pęd…
... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz