Измерений

Экспериментальная установка представляет собой настенный вари­ант баллистического маятника с необходимыми принадлежностями, ос­новными элементами которой являются шары (1, 2) из различных материалов, шкалы (3,.4), проградуированные в градусной мере и электро­магнит (5) (рис. 3). В комплект установки входят технические весы.

Бифилярные подвесы, несущие шары, можно перемещать в горизонтальном направлении, изменяя тем самым межцентровое расстояние (винты 6), а также в вертикальном направлении (винты 7 и контрвин­ты 8).

Шкалы закрепляются на горизонтальном столике винтами, расположенными за лицевой частью шкал, и могут перемещаться вправо и влево в горизонтальном направлении.

Электромагнит служит для удержания правого шара и имеет воз­можность, перемещаться по двум направлениям. Это позволяет производить необходимую центровку шаров (по го­ризонтальным фаскам на шарах) и задавать различные начальные положения ударяющего шара. Питание электромагнита осуществляется от ис­точника постоянного тока с напряжением 6 В.

Шары имеют указатель положения (металлическое острие) и крючок
для подвеса. Шары из немагнитных материалов имеют специальные нак­ладки для удержания их электромагнитом. Неупругий удар реализуется
с помощью пластилинового шара и шара, используемого при упругом
ударе.

В процессе выполнения работы наблюдаются положения шаров по, угловым шкалам. Из рис. 2 легко получить выражения для высот шаров

, , , (9)

где - наибольшие углы отклонения правого и левого шаров пос­ле удара;

- начальное положение правого шара.

Подставляя (9) в (8), получаем окончательное выражение для скоростей шаров

, , . (10)

Проверяемые равенства (4 и 5) с учетом направления скоростей
перепишутся в виде:

+ (11)

(для упругого удара)

(12)

(для неупругого удара).

Здесь - массы упругих шаров; - масса шара из неупругого материала; - угол максимального отклонения двух шаров при абсолютно неупругом ударе.

Используя те же данные, согласно равенству (3), получим
следующее выражение для коэффициента восстановления кинетической
энергии К_э.

. (13)

Из формулы (2) для коэффициента восстановления относительной скорости получается следующее выражение:

. (14)

Цель работы заключается в ознакомлении с явлением удара на примере соударения шаров баллистического маятника.

МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ.

1. Взвешиванием на технических весах определяются массы шаров, используемых для изучения упругого и неупругого ударов, с точностью до 1 г.

2. Закрепив шары на бифилярных подвесах, отводят ударяющий шар
(правый) на некоторый угол от положения равновесия, а затем от­пускают его.

3. Визуально фиксируются углы отклонения шаров после первого соударения.

Полученные данные используются для проверки равенств (11, 12, 13 и 14), отражающих законы сохранения импульса и энергии.

ВНИМАНИЕ: