Лабораторная работа №2 упругое и неупругое соударение шаров. Закон сохранения импульса алматы 2023 Лабораторная работа №2

жүктеу 295,02 Kb.

бет	1/3
Дата	20.10.2023
өлшемі	295,02 Kb.
	#43949
түрі	Лабораторная работа

1 2 3

ЛР 2Упругое и неупругое соударение шаров

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 УПРУГОЕ И НЕУПРУГОЕ СОУДАРЕНИЕ ШАРОВ. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА Алматы 2023 Лабораторная работа № 2
Приборы и принадлежности

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Казахский национальный исследовательский технический университет

имени К.И.Сатпаева

Институт энергетики и машиностроения

Кафедра общей физики

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
УПРУГОЕ И НЕУПРУГОЕ СОУДАРЕНИЕ ШАРОВ. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА

Алматы 2023
Лабораторная работа № 2
УПРУГОЕ И НЕУПРУГОЕ СОУДАРЕНИЕ ШАРОВ. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА

Цель работы: проверка закона сохранения импульса, определение величины потери энергии и коэффициента восстановления для прямого центрального удара шаров.
Приборы и принадлежности: юстируемая станина, устройство для подвески шаров, набор стальных шаров, транспортир, электромагнитный стопор, микросекундомер.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

Ударом называется кратковременное взаимодействие соприкасающихся тел, приводящее к изменению состояния их движения. Удар широко используется в технике при штамповке, ковке, дроблении металлов, при разрушении горных пород и других твёрдых тел.
При ударе возникает сила взаимодействия, которая, согласно II закону Ньютона, приводит к изменению импульса каждого из взаимодействующих тел
= , (1)
где – масса тела; - вектор импульса тела.
Если - средняя сила удара, а - время удара, то изменение импульса можно представить в виде
. (2)
Время удара может составлять тысячные и миллионные доли секунды. При таких кратковременных взаимодействиях тел возникают столь большие силы, что действием всех других сил можно пренебречь и систему взаимодействующих тел считать изолированной. В такой замкнутой системе выполняются законы сохранения импульса и энергии
, (3)
, (4)
где и - соответственно кинетическая и потенциальная энергия -го тела.
Различают абсолютно неупругий и абсолютно упругий удары. При абсолютно неупругом ударе кинетическая энергия тел полностью или частично превращается во внутреннюю энергию; после удара столкнувшиеся тела движутся как единое тело (вместе, с одинаковой скоростью). Законы сохранения для такого удара имеют вид:
, (5)
, (6)
где и – массы соударяющихся тел; и - начальные скорости шаров; - скорость шаров после удара, - количество механической энергии, перешедшее в тепло.
Из (5) следует, что
. (7)
При абсолютно упругом ударе механическая энергия тел не переходит в другие немеханические виды энергии. Законы сохранения имеют вид
, (8)
, (9)
где и - скорости тел после удара.
Решая уравнения (8) и(9) совместно, получаем формулы для расчёта скоростей тел после удара
, (10)
. (11)
Если первоначально шар массой m₂ был неподвижен ( =0), то уравнение (8) примет вид

Уравнения (10) и (11) примут вид:
, . (12)

Проанализируем выражение (12).Случай m₁=m₂. Первый шар после удара остановится, а второй будет двигаться с той же скоростью в том же направлении .Происходит эстафетная передача скорости между шарами.

Величину кинетической энергии, переданной от первого шара ко второму, получим, используя значение для из (12)
, (13)
где , .
Абсолютно неупругий удар - это удар, при котором энергия соударяющихся шаров полностью или частично превращается во внутреннюю энергию, причём столкнувшиеся шары двигаются дальше как единое целое с единой общей скоростью. В этом случае закон сохранения импульса имеет вид:
_. (14)
При неупругом ударе за счёт кинетической энергии производится работа деформации, и часть энергии рассеивается в окружающую среду в виде тепла.

жүктеу 295,02 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3