Министерство науки и высшего образования Российской Федерации



Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Санкт-Петербургский горный университет

Кафедра общей и технической физики

Отчет по лабораторной работе №2

По дисциплине: Физика

(наименование учебной дисциплины, согласно учебному плану)

Тема работы: Изучение упругого и неупругого столкновения тел

Выполнил: студент гр. ЭРБ-22-1 Иванов Л.А.

(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О)

Оценка:

Дата:

Проверил

руководитель работы: Доцент Тупицка Н.А.

(должность) (подпись) (Ф.И.О)

Санкт-Петербург

2020

Цель работы: исследовать упругое и неупругое столкновение двух тел; изучить законы сохранения импульса и энергии; выполнить сравнительную оценку экспериментальных и теоретических данных.

Краткое теоретическое обоснование

Явление, изучаемое в работе: упругое и неупругое столкновение

Основные определения:

1. 
   Удар (столкновение, соударение) – взаимодействие тел, при котором происходит их деформация, то есть изменение их формы или размера. Длительность взаимодействия при этом равна нулю (мгновенное событие). Предельные виды: абсолютно упругий и абсолютно неупругий удар.
   
2. 
   Абсолютно упругий удар – удар, после которого форма и размеры тел восстанавливаются полностью до состояния, предшествующего столкновению. При этом ударе механическая энергия тел не переходит в другие, немеханические виды энергии.
   
3. 
   Абсолютно неупругий удар – столкновение двух тел, после которого форма и размеры тел не восстанавливаются. При этом ударе кинетическая энергия полностью или частично превращается во внутреннюю энергию, приводя к повышению температуры тел.
   
4. 
   Закон сохранения импульса - закон, утверждающий, что сумма импульсов всех тел системы есть величина постоянная, если векторная сумма внешних сил, действующих на систему тел, равна нулю.
   
5. 
   Закон сохранения энергии - фундаментальный закон природы, установленный эмпирически и заключающийся в том, что для изолированной физической системы может быть введена скалярная физическая величина, являющаяся функцией параметров системы и называемая энергией, которая сохраняется с течением времени. Поскольку закон сохранения энергии относится не к конкретным величинам и явлениям, а отражает общую, применимую везде и всегда закономерность, его можно именовать не законом, а принципом.
   

---

Схема установки


3

4


1,2 – тележки

3,4 – световой барьер

5 – дорожка с линейкой

6 - таймер

6

5

2

1

Основные расчетные формулы

1. 
   
   

где l – длина стержня, [м]

t – время, [с]

v – скорость, [м/c]

2. 
   
   

где p – импульс тела, [кг*м/c]

m – масса тела, [кг]

3. 
   , где W – кинетическая энергия тела, [Дж]
   
4. 
   
   

где W₁₀ – кинетическая энергия первого тела до удара, [Дж]

W – кинетическая энергия тележек после удара, [Дж]

Q_эксп – экспериментальное значение количества теплоты, [Дж]

5. 
   
   

где Q_т – теоретическое значение количества теплоты, [Дж]

Формула погрешностей косвенных измерений









Таблицы измерений.

Таблица 1. Упругое столкновение. Измерения в случае, когда масса второй тележки много больше

---

, чем масса первой тележки.

величина	t10	V10	t1	V1
ед.изм. № опыта	с	м/с	с	м/с
1	0,180	0,556	0,206	0,485
2	0,183	0,546	0,206	0,485
3	0,209	0,478	0,236	0,424
4	0,209	0,478	0,232	0,431
5	0,168	0,595	0,189	0,529

Таблица 2. Упругое столкновение. Измерения при различных значениях массы тележки.

величина	m1	m2	l	t10	t1	t2	V10	V1	V2
ед.изм. № опыта	кг	кг	м	с	с	с	м/с	м/с	м/с
1	0,398	0,389	0,1	0,178	0	0,197	0,562	0	0,508
2	0,398	0,389	0,1	0,153	0	0,184	0,654	0	0,543
3	0,398	0,389	0,1	0,165	0	0,209	0,606	0	0,478
4	0,398	0,389	0,1	0,160	0	0,194	0,625	0	0,515
5	0,398	0,389	0,1	0,168	0	0,198	0,595	0	0,505
6	0,398	0,739	0,1	0,150	0,910	0,285	0,667	0,110	0,351
7	0,398	0,739	0,1	0,163	1,162	0,385	0,613	0,086	0,260
8	0,398	0,739	0,1	0,153	0,982	0,292	0,654	0,102	0,342
9	0,398	0,739	0,1	0,153	0,904	0,290	0,654	0,111	0,345
10	0,398	0,739	0,1	0,161	1,300	0,311	0,621	0,077	0,322
11	0,398	0,789	0,1	0,164	0,719	0,354	0,610	0,139	0,282
12	0,398	0,789	0,1	0,171	0,922	0,370	0,585	0,108	0,270
13	0,398	0,789	0,1	0,161	0,750	0,317	0,621	0,133	0,315
14	0,398	0,789	0,1	0,175	1,023	0,374	0,571	0,098	0,267
15	0,398	0,789	0,1	0,174	1,008	0,374	0,575	0,099	0,267
16	0,398	0,839	0,1	0,174	0,684	0,471	0,575	0,146	0,212
17	0,398	0,839	0,1	0,155	0,653	0,328	0,645	0,153	0,305
18	0,398	0,839	0,1	0,168	0,722	0,375	0,595	0,139	0,267
19	0,398	0,839	0,1	0,165	0,706	0,372	0,606	0,142	0,269
20	0,398	0,839	0,1	0,174	0,765	0,398	0,575	0,131	0,251

---

Таблица 3. Упругое столкновение. Импульсы и кинетические энергии тележек.

величина	m1	m2	P10	P1	P2	P2-P1	W10	W1	W2	W2+W1
ед изм	кг	кг	кг*м/с	кг*м/с	кг*м/с	кг*м/с	Дж	Дж	Дж	Дж
1	0,398	0,389	0,237	0,000	0,198	0,198	0,072	0,000	0,051	0,051
2	0,398	0,739	0,474	0,072	0,239	0,168	0,152	0,003	0,039	0,042
3	0,398	0,789	0,467	0,091	0,221	0,130	0,138	0,005	0,031	0,036
4	0,398	0,839	0,503	0,119	0,219	0,100	0,151	0,008	0,029	0,037

Таблица 4. Неупругое соударение.

величина	m1	m2	l	t10	t	V10	V
ед.изм № опыта	кг	кг	м	с	с	м/с	м/с
1	0,398	0,389	0,1	0,181	0,391	0,552	0,256
2	0,398	0,389	0,1	0,161	0,391	0,621	0,256
3	0,398	0,389	0,1	0,172	0,449	0,581	0,223
4	0,398	0,439	0,1	0,193	0,642	0,518	0,156
5	0,398	0,439	0,1	0,179	0,648	0,559	0,154
6	0,398	0,439	0,1	0,165	0,473	0,606	0,211
7	0,398	0,489	0,1	0,164	0,536	0,610	0,187
8	0,398	0,489	0,1	0,196	0,744	0,510	0,134
9	0,398	0,489	0,1	0,149	0,442	0,671	0,226
10	0,398	0,539	0,1	0,159	0,597	0,629	0,168
11	0,398	0,539	0,1	0,149	0,454	0,671	0,220
12	0,398	0,539	0,1	0,164	0,579	0,610	0,173
13	0,398	0,589	0,1	0,154	0,578	0,649	0,173
14	0,398	0,589	0,1	0,151	0,552	0,662	0,181
15	0,398	0,589	0,1	0,148	0,489	0,676	0,204
16	0,398	0,639	0,1	0,152	0,832	0,658	0,120
17	0,398	0,639	0,1	0,15	0,557	0,667	0,180
18	0,398	0,639	0,1	0,149	0,661	0,671	0,151

---

Таблица 5. Неупругое столкновение. Импульсы и кинетические энергии тележек.

величина	m1	m2	m2/m1	P10	P	W10	W	Qэ
ед.изм. № опыта	кг	кг		кг*м/с	кг*м/с	дж	дж	дж
1	0,398	0,389	0,977	0,233	0,095	0,017	0,012	0,005
2	0,398	0,439	1,103	0,223	0,076	0,016	0,007	0,009
3	0,398	0,489	1,229	0,238	0,089	0,018	0,008	0,010
4	0,398	0,539	1,354	0,254	0,101	0,020	0,009	0,011
5	0,398	0,589	1,480	0,263	0,110	0,022	0,010	0,012
6	0,398	0,639	1,606	0,265	0,096	0,022	0,007	0,015

---

Смотрите также файлы

• Цель оказания первой помощи.pptx

• .docx

• Курс основы научного исследования, обж, основы экологии Модуль I.docx

• Задание Ответить на вопросы Понятие логистических издержек.docx

• T 20 С Причем температура в центре и на поверхности заготовки принимается одинаковой. Температура поверхности металла в конце первой методической зоны при обычном нагреве составляет 850 1000 С. Принимаем t 600 С.doc