MICHAŁ IiKŚ
KRAJEWSKI Środa
Ćwiczenie P14
Celem doświadczenia jest zbadanie zderzenia sprężystego, tzn. zmierzona zostanie zmiana pędu wózka i odpowiadający tej zmianie całkowity popęd siły. Pęd jest wielkością wektorową, którą możemy przedstawić za pomocą wzoru:
W myśl drugiej zasady dynamiki, popęd siły jest równy zmianie pędu, którą wyraża wzór:
W przypadku gdy siła jest stała, to popęd siły jest iloczynem siły i czasu jej działania:
Natomiast jeżeli siła nie jest stała wtedy zmiana pędu, równa popędowi siły jest równa:
Przebieg doświadczenia:
Na początku przeprowadziłem kalibrację czujnika siły, który pozwoli zmierzyć siłę działającą w czasie zderzenia. Kalibracji nie wymagał czujnik ruchu, który rejestrował ruch wózka przed i po zderzeniu ze sprężynowym zderzakiem, połączonym z czujnikiem siły. Następnie przystąpiłem do wykonania pomiarów. Ustawiłem wózek w odległości ok. 40 cm. od czujnika ruchu. W kolejnych pomiarach puszczałem go z tego samego miejsca. Pomiary wykonałem trzykrotnie dla sprężyny cienkiej i grubej.
prędkość minimalna [m/s]
prędkość maksymalna [m/s]
zmiana prędkości
zmiana pędu [Kgm/s]
popęd siły [Ns] (Obliczana przez komputer)
Ponieważ w przeprowadzonym doświadczeniu przybliżona siła nie jest stała, tak więc:
masa wózka [Kg]
Nr pomiaru |
Rodzaj sprężyny |
Vmin |
Vmax |
|
|
|
1 |
Cienka |
-0,44692 |
0,46172 |
0,90864 |
0,45541 |
0,49505 |
1 |
Gruba |
-0,35518 |
0,42282 |
0,77800 |
0,38993 |
0,78157 |
2 |
Cienka |
-0,43433 |
0,45714 |
0,89147 |
0,44680 |
0,48607 |
2 |
Gruba |
-0,36450 |
0,42768 |
0,79218 |
0,39704 |
0,77850 |
3 |
Cienka |
-0,42975 |
0,45485 |
0,88460 |
0,44336 |
0,48116 |
3 |
Gruba |
-0,36769 |
0,43226 |
0,79995 |
0,40093 |
0,77290 |
Wnioski:
Porównując wyniki komputera () i moje (), możemy zauważyć, że w przypadku sprężyny cienkiej, różnice między nimi są niewielkie. Natomiast dla sprężyny grubej są one dość znaczne. W tym drugim przypadku musiał wystąpić błąd podczas obliczeń wykonywanych przez komputer, ponieważ wartość zmiany pędu powinna być zbliżona do wartości całki obliczonej przez komputer . Błąd ten uniemożliwia wysunięcie konkretnych wniosków.