й опыт. Столкновение двух шаров разной массы

Рисунок 1

Следует отметить, что скорость V1 налетающего шара в нижнем положении направлена по горизонтали, а скорость другого шара до столкновения равна нулю: V2 = 0. Нити, на которых подвешены шары, имеют такую длину, что центры шаров находятся на горизонтальной прямой, поэтому соударение шаров можно считать прямым и центральным.

Измерение скорости шаров в данном опыте осуществляется следующим образом.

При движении шара мимо оптоэлектрического датчика луч света на некоторое время перекрывается. Интервал времени ∆t, в течении которого свет был закрыт движущимся шаром, измеряется при помощи компьютерной системы. Для расчета скорости шара V достаточно разделить его диаметр D на ∆t.

∆t - интервалы времени, регистрируемые компьютерной измерительной системой;

v₁ - скорость налетающего шара до столкновения;

D₁ - диаметр налетающего шара;

u₂ - скорость первоначально покоящегося шара после столкновения (/>2~ диаметр этогоu₁- скорость налетающего шара после столкновения в опытах с разными шарами;

W₁ - кинетическая энергия системы до столкновения;

W¹ - кинетическая энергия системы после столкновения;

∆W- изменение кинетической энергии в результате взаимодействия шаров.

Диаметры шаров измеряются заранее с помощью штангенциркуля. Массы шаров m могут быть вычислены, исходя из их плотности ρ_{сталили}= 7.8 10³ кг/м³ и диаметра D шаров; или непосредственно определены взвешиванием.

Шары большего диаметра: D₁ = 6cм; m = 25г; шары меньшего диаметра D₂ = 3 см; m = 4г.

Данные серии опытов заносятся в таблицу.

Очевидно, что кинетическая энергия системы W₁ до столкновения равна (второй шар в экспериментах первоначально покоится):

W₁ = m₁v₁²/2

а кинетическая энергия системы после взаимодействия W₂ вычисляется по формуле:

W₁= m₂ u₂²/2

Вывод:

й опыт. Столкновение двух шаров разной массы.

Заменяется шар, который до удара покоится, шаром меньшей массы. Точки подвеса находятся друг от друга на расстоянии равном сумме радиусов шаров.

Результаты опытов данной серии внесите в таблицу 2.

На основе полученных данных рассчитаем кинетическую энергию системы до и после столкновения и сравним полученные значения.

Кинетическая энергия системы W₁ до столкновения равна (второй шар в экспериментах первоначально покоится):

W₁ = m₁v₁²/2

а кинетическая энергия системы после взаимодействия W¹ вычисляется по формуле:

W¹ = m₁ u₁²/2 + m₂ u₂²/2

Вывод:

3-й опыт. Поменяем шары местами, так чтобы более легкий шар налетал на покоящийся тяжелый. Каким будет движение шаров после взаимодействия?

Результаты опытов данной серии внесите в таблицу 3.

На основе полученных данных рассчитаем кинетическую энергию системы до и после столкновения и сравним полученные значения.

Кинетическая энергия системы W₁ до столкновения равна (второй шар в экспериментах первоначально покоится):

W₁ = m₁v₁²/2

а кинетическая энергия системы после взаимодействия W¹ вычисляется по формуле:

W¹ = m₁ u₁²/2 + m₂ u₂²/2

Вывод:

Сделать общий вывод о проделанных опытах.

Поиск по сайту: