ПредишенСледващото

Лабораторни rabota№ 14

"Времето и средната сила въздействие

Цел: Да се ​​изследва прилагането на законите за опазване на теорията на съвършено еластично и нееластично абсолютно духа; експериментално определяне на средното време и средна сила на въздействие на еластични сфери.

Инструменти и аксесоари:

1. Експериментална настройка.

2. Генераторът на импулси.

3. Брояч на импулси PSO2 - 4.

4. Източници на DC 6V и 12V и 220V AC.

5. Свързващи проводници.

Основните закони за опазване на затворена система от органи (масови точки) са: запазване на енергията право и закона за опазване на инерция (ъглов момент).

Затворена или изолирана система тела (масови точки) е система, която да не е външна сила или ефект на отместване ().

Закон за запазване на инерцията:

В изолирана система геометричната сумата на импулса на съставните органи остава постоянна.

и където - масата и скоростта на ия материал точка система, състояща се от точки.

В общия закон за запазване на енергията:

Енергийна никога не изчезва и не възниква от нищото, той преминава от едно тяло в друго, от една форма в друга.

Тези основни закони за запазване са използвани за установяване на връзки между различните количествата в сблъсъци (взаимодействия) тела.

Volley нарича преходно взаимодействие на органите, настъпили в резултат на сблъсъка.

Blow се нарича централно, ако силите, възникващи при взаимодействието на органите, преминаващи през техните центрове на маса.

1. Абсолютната еластични Collision - това е такъв шок, в резултат на което механичната енергия на сблъсък органите не се превръща в други форми на енергия. По този начин няма загуба на механичната енергия: кинетична енергия на движещото се тяло влиза в потенциалната енергия на еластичната деформация; След това тялото се възстановява първоначалната си форма, както и потенциалната енергия се превръща в кинетична отново. След удара на кинетичната енергия се преразпределя и телата се движат с различни скорости.

Да предположим, че два напълно еластична топка и с масите да се движи с скорости щифт транслационно и насочена по оста х преминаването през техните центрове на маса. Сблъсък може да настъпи: 1) ако топките се движат един към друг, или 2) един от топките изпреварва друг. Да разгледаме втория случай (фиг. 1а). След >> 0. определи скоростта на топки и след въздействието (Фиг. 1Ь).

Lab номер 14,

Ние вярваме, че топките образуват затворена система, и няма въртене на топки. Пишем уравнението на закона за запазване на инерцията:

Тъй като всички скорости са насочени по протежение на оста х, след това изразяване може да бъде заменен със следния алгебрични уравнение:

където - проекциите на съответните скорост вектори за щифт линия - ОХ.

Потенциалната енергия на топката преди и след удара може да се разглежда като равен на нула, тъй като топките не са деформирани. Затова законът за запазване на кинетичната енергия:

Разделяне уравнение (2) с 2, може да се напише уравнение (* 1) и (2), като система, която трябва да бъде решен заедно, за да се определи скоростта и.

Трансфер на условията, свързани с ляво и на - на дясно:

Разделете уравнение (2 *) в уравнение (1 *):

Умножаваме последното уравнение на и се добавят към уравнението (1 *):

По същия начин, можем да получим:

Помислете за специални случаи.

а) масата на топките същия :. След това от изрази (3) и (4) имат, например, когато се удря топки валутните курсове. Ако даден пин към втория топката беше неподвижен (), след пинов спирка първата топка () и втората топка се движи със скорост от първия () в същата посока.

б) Масата на втората топка е много пъти по-голяма от тази на първата топка (>>). След това, от експресията (3), че

Ускоряване по-масивна топка почти непроменен.

От (4) получаваме:

В конкретния случай по-масивна балон почина, а след това (експресия (5)), т.е. скоростта на топката по-лесно поради влияние само промени в посоката и топка възстановява, се движи в обратна посока на скорост. Например, еластичен сблъсък на молекули на стената на съда.

2. абсолютно нееластично сблъсък - това е пропуск, не се възстанови първоначалната си форма, от страна на кинетичната енергия се превръща в деформация на енергия и в крайна сметка води до тялото - в топлина (вътрешна) енергия. След въздействие тела се движат като едно цяло, т.е. с една и съща скорост.

Когато напълно нееластично сблъсък закона за запазване на инерцията. Закон за запазване на механичната енергия не се спазва: налице е общ закон за запазване на общата енергия - механична и вътрешен.

Нека две нееластичен тяло, и с маси се движат по оста х, минаваща през техните центрове на маса, с скорости и по тази ос (фиг. 2а). След това, след централната абсолютно нееластичен въздействието цялостното им транслационно скорост се отнася както по оста х (фиг. 2Ь).

За определяне на скоростите на органите след удара е достатъчно, за да напише закона за запазване на инерцията:

, или прогнози за х-ос:

Закон за запазване на общата енергия

абсолютно нееластично сблъсък се изписва така:

Lab номер 14,

където - енергията изразходвана за деформация на органи. Определете.

Заместването на стойността на последния скорост експресия от формула (8), ние получаваме:

На практика напълно нееластично сблъсък за промяна на формата на органи (коване, щамповане, занитване, и така нататък. Стр) за движение на органите в средата (шофиране пирони, пилоти и т. П.). В първия случай, че е необходимо, че енергията, изразходвана за деформация, ще бъде по-голям. Това е възможно, ако определен тегло (наковалня) е много по-голям от масата на движещото се тяло (чук). В този случай, почти всички от кинетичната енергия на чука ще отидат за деформация nakovki.

В действителност, когато

(Кинетичната енергия на чук). Последният израз показва, че максималната стойност е най->>.

Ако целта на въздействието е да се премести един от органите, след деформацията на потреблението на енергия трябва да бъде сведено до минимум. Ако това е вярно изразяване (11), от което следва, че ако, тоест, ако >>. Следователно, масата на движещото се тяло трябва да бъде много по-голям от фиксиран тегло (чук - ноктите). Тогава почти всички от кинетичната енергия на движещо се тяло се прехвърля към фиксираната тялото, и това гарантира нейното движение.

Настройки Описание

Експерименталният Апаратът се състои от подложка, на която стоманобетонна греда с две еднакви стоманени топки (1 и 2), окачен на проводимите влакна. Панелът монтирана електрическа верига с два електромагнити EM1 и EM2, минава Р-1 и Р-2, на импулсен брояч PSO2 - 4 и генератора за честота (виж диаграмата на Фигура 3 ..).

Lab номер 14,

Принципът за определяне на силата на удара на еластични сфери е както следва. Ако една от топките да се отклонява от вертикалата под определен ъгъл, то ще се увеличи до височина (Фигура 4), и следователно, неговата потенциална енергия. През есента на потенциалната енергия се превръща в кинетична енергия, и то е в момента на удара. Според закона за запазване на енергията

Според втората промяна закон на Нютон тялото на инерция, равна на силите моментните

където - време взаимодействие между топките. Ако друг топка в покой, и тегло топки са едни и същи, когато централната еластична сблъсък топката спре да се движи и все още се ф ускори. Промяна на пулса на първата топка

След това, експресията (13) е под формата:

къде. Заместването на стойността на скоростта (12), получаваме:

Така, че е необходимо да се определи експериментално - момента на удара, а след това се изчисли силата на удара.

За да се определи по време на сблъсък на топки, използвани метод за пулс хронометър. импулсен генератор, свързан в серия с топки. Ако топките са влезли в контакт, в определен момент може да се определи и да се определи броя на импулсите по време на един импулс

По време на въздействие импулси ще преминават през веригата. Тогава времето на сблъсък

1) Добавяне на превключвателя на честотен генератор P-1.

2) да топки в положение на контакт.

3) Поставете времето на измерване множител.

4) Натиснете бутона "Reset", а след това - "Старт". Забележка: преди всяко измерване е необходимо да натиснете бутона "Reset".

5) Запишете броя на импулсите в таблицата.

6) Експериментът се повтаря най-малко три пъти и пишат средната стойност в таблицата.

7) Задайте Scaler време значително по-дълго, отколкото по време на сблъсък на топки. За този експеримент, по време 1000s.

8) Добавяне на един електромагнит превключвател P2 и отнема топката към него. В този случай, топката се издига на височина.

9) Натиснете бутона "Reset", а след това - "Старт".

10) Промяна на позиция Р-2 ключа, т.е.. Е. Изключване и позволи един електромагнит друг. В този случай, топката се освобождава, се сблъсква с друга топка и друга топка да бъде привлечена към соленоид е под напрежение. За време на сблъсък на електрическата верига се затваря и множител записва броя на импулсите, които са преминали през веригата през това време.

11) Напишете стойността в таблицата.

12) Предишна повтаря най-малко три пъти, и се изчислява средната стойност написано в таблицата.

13), съгласно формула (15), за да се изчисли средното време на сблъсък на топки:

и написани в таблицата.

14) се изчисляват средната сила централни еластични ПИН топки с формула (14).

Резултатът е писано в таблицата.

Таблица на измервания и изчисления

констатации Запис на работа.

1. Каква е целта на работата?

2. Какво се нарича удар? Какви са пряка и централната въздействие?

3. Какво удар е абсолютно устойчива? Напиши законите за опазване на него.

4. Как са топките скорост след перфектно еластично сблъсък?

5. Както показва опитът в тази работа се определя от скоростта на топката при удар?

6. Какъв удар е абсолютно нееластично? Напиши законите за опазване на него.

7. Как да се определи скоростта на телата след абсолютно нееластично сблъсък?

8. Как да се определи енергията на деформация на органи в резултат на абсолютно нееластично сблъсък?

9. Каква е разликата между един напълно еластична и напълно нееластично сблъсък?

10. Формулиране и пишат втория закон на Нютон чрез промяната на инерция на тялото.

11. Каква е промяната в инерция на топката от еластичен въздействие върху неподвижна топка?

12. извлекат формула изчисление, което се определя от силата на въздействие на топки.

13. Какъв е начинът на пулса хронометър, използван в тази работа?

14. Тъй като в настоящото проучване, за да се определи по време на сблъсък на топки?

Свързани статии

Подкрепете проекта - споделете линка, благодаря!