SPRA2, Sprawozdanie z ˙wiczenia A-2.


Sprawozdanie z Ćwiczenia A-2.

Ppmiar pędu i czasu zderzenia kul sprężystych .

Arkadiusz Butrym

Zespół 7

Wydział Elektryczny A i R

Ocena z przygotowania:

19.11.1995

Ocena za sprawozdanie:

Czwartek 11.15-14.00

Zaliczenie:

Prowadzący : Dr.J.Gronowska

Podpis:

Podstawowe wiadomości.

Zderzenia są bardzo znanym zjawiskiem fizycznym pozwalającym zaobserwować zmiany zachodzące w ciałach podczas wzajemnego oddziaływania . Zderzenia można podzielić na dwie grupy zderzeń :

1. zderzenia sprężyste

2. zderzenia niesprężyste.

W naszym doświadczeniu zajeliśmy się zderzeniami sprężystymi . Aby dokładnie zbadać zderzenia trzeba zastosować prawa zachowania pędu i energii .

Prawo zacowania pędu : jeżeli na układ ciał nie działają siły zewnętrzne lub wektorowa suma R sił zewnętrznych równa jest zeru , to całkowity pęd układu nie zmienia się z upływem czasu:

Σ m v= Σ m v , Σ m v = const.

Prawo zachowania energii : jeżeli na układ nie działają siły zewnętrzne lub praca sił zewnętrznych równa jest zeru , to suma energii kinetycznej i potencjalnej nie zmienia się z upływem czasu , lecz jest wielkością stałą :

Ek + Ep = const.

Opisując zderzenia należy przeprowadzić bilans energetyczny , który potwierdzałby istnienie zasady zachowania energii podczas zderzenie się dwóch ciał sprężystych , obliczając energię zderzenia Q , która składa się z innych rodzajów energii takich jak energia cieplna , akustyczna lub inna.Dla naszych potrzeb przedstawiona jest wzorem :

ΔEk = Q

z czego wynika po podstawieniu zależność potrzebna do obliczeń wyrażona wzorem :

[ m v / 2 ) + (m v /2)] + Q = [ (m v /2 ) + ( m v /2)] (1).

Przekształcając powyższy wzór można wyprowadzić równanie na prawo zachowania pędu .

W postaci skalarnej wygląda następująco :

m v + m v = m v + m v (2).

Zderzenia kul były zderzeniami doskonale sprężystymi i centralnymi .

W drugiej części ćwiczenia mogliśmy obliczyć czas zderzenia kulek stalowych ze sobą . Wykorzystaliśmy do tego celu wartości odczytane na przyrządach i podstawiliśmy do wzoru na τ ,z którego obliczyliśmy czas.

Czasy zderzeń dla poszczególnych przypadków obliczone wg. wzoru:

(3)

Przebieg ćwiczenia .

Użyte przyrządy i stałe związane z ćwiczeniem :

1. Oporniki R = 100Ω tolerancja 1%

R = 538Ω tolerancja 1%

2. Kondensator C = 4μF tolerancja 1,5%

3. Voltomierz elektroniczny V 544

4. Odległość środka masy kulki do punktu jej zawieszenia L = 1m

5. Stała balistyczna B = 7 • 10^9 cm/mm

6. Kulki

średnica φ [ mm ]

masa m [ g ]

36.5

194.4

31.8

131.8

25.4

64.9

18.3

22.8

Korzystając ze stanowiska pomiarowego wyposażonego w zawieszone na pewnej wysokości kulki i kątomierza pozwalającego zmierzyć kąt z jakim dana kulka była odchylona przed zderzeniem i kąt odchylenia kulki drugiej po zderzeniu . Jak już wspomiano zderzenie kul było centralne . Kąty odchylenia przed i po zderzeniu zamieszczone są w protokole a my przedstawimy tylko wartości pędów poszczególnych kul wyliczone ze wzoru ( 1).

Drugą częścią ćwiczenia było obliczenia czsu trwania zderzenia . Urzyliśmy do tego celu woltomierz i galwanometr oraz kulki z poprzedniego ćwiczenia. Stosując się do zaleceń instrukcji dokonywaliśmy przed każdym pomiarem kalibracji galwanometru i odczytywaliśmy z niego wskazane wartości a także wartości wskazane przez woltomierz. Pomiary te przedstawione są w tabeli protokołu . Korzystając z wzoru (3) wyliczamy czas zderzenia kul podając go z błędem bezwględnym . Przedstawiliśmy wynik również w postaci wykresu .

Energię zderzenia wyznaczamy korzystając ze wzoru:

Zderzenia kuli o masie 1 z kulą o masie 1

Wychylenie początkowe [°]

Wychylenie po zderzeniu

[°]

Energia zderzenia

Qzd [ J ]

1

15±1

14±3

-0.011938149

2

15±1

15±3

-0.006112194

3

15±1

14.9±3

-0.006112194

4

10±1

12.5±3

-0.000722635

5

10±1

10±3

0

6

10±1

10.2±3

0

Zderzenia kuli o masie 2 z kulą o masie 2

Wychylenie początkowe [°]

Wychylenie po zderzeniu

[°]

Energia zderzenia

Qzd [ J ]

1

15±1

18±3

-0.006112194

2

15±1

14±3

-0.006112194

3

15±1

14.5±3

-0.006112194

4

10±1

10±3

0

5

10±1

9.5±3

-0.000722635

6

10±1

9.5±3

-0.000722635

Zderzenia kuli o masie 4 z kulą o masie 1

Wychylenie początkowe [°]

Wychylenie po

zderzeniu

[°]

Energia zderzenia

Qzd [ J ]

1

15±1

20±3

-0.014743228

2

15±1

19.5±3

-0.017476089

3

15±1

19.5±3

-0.017476089

4

10±1

15±3

-0.000722635

5

10±1

14±3

-0.000722598

6

10±1

15±3

-0.000722635

Zderzenia kuli o masie 3 z kulą o masie 1

Wychylenie początkowe [°]

Wychylenie po

zderzeniu

[°]

Energia zderzenia

Qzd [ J ]

1

15±1

18±3

-0.052705175

2

15±1

17±3

-0.054107914

3

15±1

15±3

0

4

10±1

12±3

-0.003196128

5

10±1

11.5±3

-0.003196108

6

10±1

12.5±3

-0.003196154

Czasy zderzeń dla poszczególnych przypadków obliczone wg. wzoru:

Kula

uderzająca

Kula

uderzana

Czas zderzenia

[ s ]

1

1

4.28*10-4±9.31*10-5

2

2

7.97*10-4±9.31*10-5

3

3

1.66*10-4±9.31*10-5

2

1

8.80*10-4±9.31*10-5

3

1

6.42*10-4±9.31*10-5

Wnioski.

W doświadczeniu sprawdziliśmy prawa zachowania energii kinetycznej oraz prawa zachowania pędu . Prawo zachowania energii polegało na pomiarze energii zderzenia Q a prawo zachowania pędu polegało na sprawdzeniu równości pędu dwóch kul przed zderzeniem i po zderzeniu . Zasady te zostały potwierdzone w naszych doświadczeniach a niewielkie różnice wynikają z błędów pomiarowych . Udało nam się wyznaczyć czas trwania zderzenia .

Zderzenia doskonale sprężyste bardzo dobrze i dokładnie potwierdzają zasady zachowania energii i pędu a także zasady dynamiki Newtona.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
halla2, Sprawozdanie z ˙wiczenia B - 1 (B-14)
Obrabiarki sterowane numery, SPRAWOZDANIE Z ˙WICZE˙ LABORATORYJNYCH
OBROBKA5, SPRAWOZDANIE Z ˙WICZE˙ LABORATORYJNYCH
C 4 A, Sprawozdanie z ˙wiczenia C-4
JUSTC2, Sprawozdanie z ˙wiczenia C2
C 11, Sprawozdanie z ˙wiczenia C-11
Metody nacinania k z baty, SPRAWOZDANIE Z ˙WICZE˙ LABORATORYJNYCH
SPRAWO~2 3, Sprawozdanie z ˙wiczenia B - 1 (B-14)
B-11, Sprawozdanie z ˙wiczenia B-11
SPRAC12, Sprawozdanie z ˙wiczenia C-12
PRAC1FIZ, LAB50, SPRAWOZDANIE Z ˙WICZENIA NR 50
MF1, Sprawozdanie z ˙wiczenia F-1
SPRC2C13, Sprawozdanie z ˙wiczenia C2/C14
3 MATSPR, Sprawozdanie z ˙wiczenia nr. 3.
Laboratorium z techniki łączenia, Pomiar prędkości łuku, Sprawozdanie z ˙wicze˙ laboratoryjnych tech
A22 , Sprawozdanie z ˙wiczenia A-22.
B 1 14, Sprawozdanie z ˙wiczenia B-1 (B-14).

więcej podobnych podstron