Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Описание лабораторной установки. Установка для определения времени удара включает в себя:
Установка для определения времени удара включает в себя: – универсальный источник питания ЛИПС III - 10, – вольтметр ВК7 -15, – прибор ФП 109М. Прибор ФП 109М – это прибор настольного типа. На его массивном основании 1 (рис.3) расположен куб 2 с укрепленными не нем образцами 3 из различных материалов. Материалы обладают разными упругими характеристиками. Куб 3 обладает большой массой, он служит неподвижной стенкой для удара шара. Куб имеет возможность поворота вокруг своей оси и фиксации его граней перпендикулярно направлению удара. На основании 1 закреплена стойка 4. Стержень 5 закреплен на кронштейне 6, жестко связанном со стойкой 4. На стержне подвешен стальной шар, который может отклоняться от вертикального положения в пределах 0 – 50°. Удержание шара в исходном положении и пуск его осуществляется укреплением на штанге 7 электромагнитом 8. Угол отклонения шара определяется по шкале 9. На основании прибора расположены клеммы для включения прибора в электрическую измерительную схему и выключатель 10 для управления работой прибора.
В электрическую схему, находящуюся внутри прибора, включены конденсатор фиксированной емкости С и известное сопротивление R (рис.4): Работа прибора основана на следующем принципе. При замыкании ключа К заряжается конденсатор С до напряжения При этом электромагнит отпускает шарик, который, ударяясь о грань куба, замыкает электрическую цепь Замыкание цепи происходит только во время удара. При этом напряжение на конденсаторе уменьшается до значения за счет разрядки конденсатора С по экспоненте где время удара, которое можно определить по формуле: (11) Погрешность определения времени удара равна: (12)
В установке использован вольтметр типа ВК7-15, который предназначен для измерения постоянного и переменного напряжений и сопротивлений. Пределы измерений напряжений на постоянном токе от 0, 3 до 1000 В. Управление прибором ВК7-10А осуществляется тумблерами и регуляторами, находящимися на передней панели (рис.5): 1 – кнопки вида измерений; 2 – переключатель пределов измерений; 3 – регулятор установки нуля. ВК7-15 обеспечивает измерение напряжений с погрешностью (0, 02). (13)
В лабораторной установке используется шар, подвешенный на нерастяжимой нити длины l (рис.6). Для определения изменения импульса необходимо знать скорость шара до удара и после удара. Для вывода расчетной формулы воспользуемся законом сохранения полной механической энергии.
Рис. 6 Потенциальную энергию шара в положении равновесия примем равной нулю. За начало отсчета высоты примем высоту, на которой находится центр масс шара в этом положении. Тогда, при отклонении шара на угол , он обладает потенциальной энергией где масса шара. Если шар отпустить, он будет двигаться к положению равновесия, и его потенциальная энергия переходит в кинетическую. В положении равновесия вся потенциальная энергия шара переходит в кинетическую, т.е. где скорость шара при прохождении положения равновесия. Из рис. 6 видно, что тогда (14) После удара о стенку шар отскочил на угол его скорость равна: (15) Коэффициент восстановления относительной скорости шара равен: (16)
|