Файл: Лабораторная работа 2 по учебному курсу Физика 1 Вариант 8 Студент Н. С. Зуевич (И. О. Фамилия).docx

Скачать файл (0,79Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.05.2024

Просмотров: 38

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»

ФГБОУ «Тольяттинский государственный университет»

(институт)
Кафедра конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств (15.03.05)

(кафедра)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
по учебному курсу «Физика 1»
Вариант 8

Студент	Н. С. Зуевич (И.О. Фамилия)
Группа	ТМбп-2001бс (И.О. Фамилия)
Преподаватель	В. А. Решетов (И.О. Фамилия)

Тольятти 2023

Лабораторная работы №2
«Упругие и неупругие удары»

Цель работы:

Выбор физических моделей для анализа взаимодействия двух тел.
Исследование физических характеристик, сохраняющихся при столкновениях.
Экспериментальное определение зависимости тепловыделения при неупругом столкновении от соотношения масс при разных скоростях.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ:

СТОЛКНОВЕНИЕ (удар, соударение) – модель взаимодействия двух тел, длительность которого равна нулю (мгновенное событие). Применяется для описания реальных взаимодействий, длительностью которых можно пренебречь в условиях данной задачи.

АБСОЛЮТНО УПРУГИЙ УДАР – столкновение двух тел, после которого форма и размеры сталкивающихся тел восстанавливаются полностью до состояния, предшествовавшего столкновению.

Суммарные импульс и кинетическая энергия системы из двух таких тел сохраняются (

после столкновения такие же, какими были до столкновения):

;

.

АБСОЛЮТНО НЕУПРУГИЙ УДАР – столкновение двух тел, после которого форма и размеры тел не восстанавливаются, тела «слипаются» и движутся как одно целое с одной скоростью.

Суммарный импульс двух неупруго сталкивающихся тел сохраняется, а кинетическая энергия становится меньше, так как часть энергии переходит в конечном итоге в тепловую:

.
Относительная величина тепловой энергии  равна отношению

 = =

, где

.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Зарисовка модели «Упругие и неупругие соударения»:

Рисунок

Эксперимент 1. Абсолютно упругий удар

Проведем измерения для абсолютно упругого удара тележек и запишем данные в таблицу 2.

Таблица 2

Результаты измерений и расчетов для абсолютно упругого удара

Номер измерения
Номер измерения	m₂, кг	, м/с	, м/с	, Дж	, Дж
1	1	1.1	5,1	18	17,85
2	2	0,4	4,4	20	20,00
3	3	-0,2	3,8	22	21,82
4	4	-0,7	3,3	24	23,74
5	5	-1,1	2,9	26	25,87
6	6	-1,4	2,6	28	28,12
7	7	-1,7	2,3	30	30,08
8	8	-2,0	2,0	32	32,00
9	9	-2,2	1,8	34	33,94
10	10	-2,4	1,6	36	35,84

Рассчитаем кинетические энергии системы до и после соударения по формулам


16	2
16	4
16	6
16	8
16	10
16	12
16	14
16	16
16	18
16	20


4,84	13,01
0,64	19,36
0,16	21,66
1,96	21,78
4,84	21,03
7,84	20,28
11,56	18,52
16	16,00
19,36	14,58
23,04	12,80

Вывод: кинетическая энергия взаимодействующих тел при упругом столкновении до и после соударения сохраняется.
Эксперимент 2. Абсолютно неупругий удар ( )

Вывод формулы для относительной величины тепловой энергии δ при

Относительная величина тепловой энергии  равна отношению

 =

Вывод формулы для δ при

Суммарный импульс двух неупруго сталкивающихся тел сохраняется, а кинетическая энергия становится меньше, так как часть энергии переходит в конечном итоге в тепловую:

.

Используя определение импульса и определение абсолютно неупругого удара, преобразуем закон сохранения импульса, спроектировав его на ось ОХ, вдоль которой движутся тела, в следующее уравнение:

Учитывая, что

Закон для кинетической энергии:

Проведем измерения и расчет ξ, и для абсолютно неупругого удара тележек при и запишем данные в таблицу 3.

Таблица 3

Результаты измерений и расчетов для абсолютно неупругого удара

Номер измерения	,
Номер измерения	m₂, кг	, м/с	, Дж	, Дж			β	ξ
1	1	1,6	18	11,52	0,36	0,36	-1	8,00
2	2	1,2	20	7,2	0,64	0,64	-1	4,00
3	3	0,9	22	4,455	0,80	0,80	-1	2,67
4	4	0,7	24	2,94	0,88	0,88	-1	2,00
5	5	0,5	26	1,625	0,94	0,94	-1	1,60
6	6	0,3	28	0,63	0,98	0,98	-1	1,33
7	7	0,1	30	0,075	1,00	1,00	-1	1,14
8	8	0,0	32	0	1,00	1,00	-1	1,00
9	9	-0,1	34	0,085	1,00	1,00	-1	0,89
10	10	-0,2	36	0,36	0,99	0,99	-1	0,80