Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Вывод рабочей формулы и описание установки



Следует обратить внимание на то, что в данной лабораторной работе для определения малых промежутков времени (10-3) применяется метод конденсаторного хронометра, основанный на изменении напряжения на конденсаторе в процессе удара шара за время, которое нужно определить.

Лабораторная установка для определения времени удара состоит из электрической схемы (рис. I), в которую включены два металлических шара, выполняющие роль ключа, электромагнита для фиксации угла отклонения правого шара и магнита для фиксации левого шара, электростатического вольтметра, кнопки сброса показаний вольтметра, ключа K1-для включения схемы в сеть, ключа К2-для включения электромагнита, ключа К3-для зарядки блока питания.

В схему зарядки конденсатора включен стабилизатор тока, поэтому напряжение на конденсаторе пропорционально времени соприкосновения шаров, т.е. времени соударения . Из определения электроёмкости конденсатора -получаем выражение для времени удара шаров .(I) В лабораторной установке два металлических шара одинаковой массы подвешены на практически нерастяжимых нитях так, что при ударе центры шаров находятся на одной линии, т.е. происходит центральный удар. Если правый шар 2 отвести от положения равновесия на угол a и отпустить его, то в момент удара он передаёт левому шару I импульс. Согласно закону сохранения импульса

,

где - скорость правого шара в момент, предшествующий удару, и – скорости шаров после удара.

Используя закон сохранения энергии, получим для описанного выше удара

.

Учитывая, что массы шаров одинаковы, уравнения законов сохранения импульса и энергии можно записать в виде , откуда .

Так как под действием удара второй шар начал двигаться, то ,тогда . Таким образом, при равенстве масс двух соударяющихся шаров, один из которых неподвижен, движущийся шар полностью передает

импульс неподвижному и останавливается. Поэтому , т.е. шары как бы обмениваются скоростями. Если второй шар после удара остаётся в покое, то и второй закон Ньютона можно записать в виде , где - время удара. Следовательно, сила удара . (2)

Шар, отведенный от положения равновесия на угол (рис. 2), обладает запасом потенциальной энергии . Эта энергия в начальный момент соприкосновения полностью переходит в кинетическую энергию .Откуда скорость шара . (3)

Из рис. 2 следует , поэтому . Подставляя полученное выражение для в (3), получим рабочую формулу для определения скорости шара

. (4)

Следует обратить внимание на то, что выражения (I), (2), (4) - рабочие формулы для вычисления средних значений времени удара, силы удара, скорости шара. Формулы для вычисления абсолютных и относительных погрешностей указанных величин необходимо получить самостоятельно.

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.