Визначення коефіцієнта відновлення швидкості тіл при ударі

Ступінь "непружності" удару визначається відношенням нормальні складові швидкостей тіла після його удару об нерухому стінку Un (після удару) і V1 (до удару). Це відношення називається коефіцієнтом відновлення швидкості:

В якості нерухомої стінки можна використовувати кулю досить великої маси або будь-плоске масивне тіло. З урахуванням, що

де h3- висота підйому кулі після його удару об масивну нерухому стінку, коефіцієнт відновлення

Використовуючи зв'язок висоти підйому кулі з кутом відхилення нитки від положення рівноваги, остаточно отримуємо

За виміряним значенням α і γ1 обчислити коефіцієнт відновлення kc і результати занести в таблицю.

Іншим способом коефіцієнт відновлення швидкості можна визначити за результатами вимірювання швидкостей куль при зіткненні.

Визначення сили взаємодії тіл

Силу взаємодії двох тіл можна визначити виходячи з основного рівняння динаміки поступального руху:

де F - середня сила удару; Δt - час взаємодії соударяющихся тел; ΔV - зміна швидкості тіла, що виникає в результаті удару.

Так як швидкість першої кулі після його зіткнення з спочиваючим кулею відмінна від нуля і спрямована в ту ж сторону, що і швидкість до удару, то Δ (mV) = mV1- mU1 і, отже, сила взаємодії куль

З урахуванням (7) - (9) результат (16) перетвориться до виду

1) За виміряним значенням довжини підвісу R, кутів α і γ початкового і кінцевого відхилень першої кулі і часу взаємодії куль Δt обчислити за формулою (17) силу взаємодії куль. Результати занести в таблицю.

2) Припускаючи, що площа контакту взаємодіючих куль становить S = 0,1 мм 2. Визначити величину тиску, що діє на стінку кулі.

ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ЕКСПЕРИМЕНТУ

1) Для різних значень кута  провести статистичну обробку результатів вимірювання часу взаємодії куль і кутів відхилення ниток після їх взаємодії відповідно до правил обробки результатів прямих вимірювань [1].

2) Користуючись формулами 7 - 9 розрахувати швидкості куль до і після їх взаємодії. Відповідно до правил обробки результатів непрямих вимірювань [1] обчислити похибки визначення значень швидкості. Зробити висновок про залежність часу зіткнення від величини швидкості лівого кулі.

Оскільки швидкість є побічно вимірюваноївеличиною, то для підрахунку похибки використовується формула

, (18) де φ - α. β. або γ.

3) За формулами 12, 14 (14а), 17 обчислити роботу деформації при ударі куль, коефіцієнт відновлення швидкості тіл при ударі і силу взаємодії тел.

Відповідно до правил обробки результатів непрямих вимірювань [1] обчислити похибки за такими формулами

а) для роботи деформації при ударі куль

Оскільки кути відхилення невеликі то формулу (19) можна представити у вигляді

б) для коефіцієнта відновлення швидкості тіл при ударі

в) для сили взаємодії тіл

, (22) де t в - час взаємодії куль.

Контрольні питання і завдання

1. Що називається ударом?

2. Який удар називається абсолютно пружним? Наведіть приклад.

3..Какой удар називається абсолютно непружним? Наведіть приклад.

4. запив закон збереження анергії при ударі.

5. Виведіть формули для визначення швидкості куль після абсолютно пружного і абсолютно непружного ударів.

6. Запишіть закон збереження імпульсу при центральному ударі куль.

7. Чи виконується закон збереження механічної анергии при абсолютно непружного ударі?

8. Виведіть формулу для визначення роботи деформації тіл при ударі.