(12)

Ćwiczenie nr 4

Sprawdzanie zasady zachowania pędu 1. Wiadomości wstępne

Niezwykle przydatną w fizyce okazała się wielkość fizyczna zwana pędem.

Pędem nazywamy wektorową wielkość fizyczną, która jest równa iloczynowi masy i prędkości poruszającego się ciała.

p=mv.

Prześledzimy, w jaki sposób wielkość ta wiąże się z drugą zasadą dynamiki.

Jak pamiętamy :    F -ma

ale:

LlŁ.

Ar Ar

Możemy napisać:

= _ Av _ m(v₂ - V|) _ mv_a-mP_t _ Pi " Pi ^m At    &    ‘

Siła jest wielkością fizyczną równa stosunkowi zmiany pędu do czasu, w którym ta zmiana nastąpiła.

Jedną z najważniejszych prawidłowości fizyki jest zasada zachowania pędu. Brzmi ona I następująco:

W układach odosobnionych, tzn. takich, na które nie działają żadne siły zewnętrzne, całkowity pęd układu, który jest wektorową sumą pędów poszczególnych ciał układu, jest wielkością stalą.

Zasada zachowania pędu pozwala opisać problem zderzeń niesprężystych. w trakcie ą których dwa zderzające się ciała zlepiają się ze sobą. Sprawdzając zasadę zachowania pędu ograniczmy się do opisu ruchu dwóch ciał poruszających się po prostej, którąĄ w doświadczeniu zastępuje „tor powietrzny" pozwalający przemieszczać się ciałom bez -tarcia. Tor powietrzny jest rurą, w której „od góry" nawiercono setki otworów. Jeżeli do ruty będziemy pompować powietrze, umieszczona na niej nakładka unosi się tuż nad torem, nie dotykając rury. Jej ruch odbywa się praktycznie bez tarcia.

2. Przebieg eksperymentów

W połowie wypoziomowanego toru pokazanego na poniższym rysunku umieszczamy nakładki, pomiędzy którymi umieszczamy np. ściśniętą sprężynę. Obie nakładki związane są nitką, która w pewnym momencie przepalamy.

W chwili przepalania nitki włączamy stopery mierząc czasy (tj, fj) potrzebne na to, aby nakładki przebyły jednakowe drogi (j). Pierwszy pomiar przeprowadzamy dla nicobciątonych nakładek, których masy mo są równe i wynoszą500g.

Pomiarowi temu odpowiada tablica nr. 1.

Tabela pomiarów nr.l

Nr	s	t|	ti	yt	— *t	Pt	Pl
poi
2							1
3								II1
4								i 1
5								■
Drugą serię pomiarów dokonujemy dla nakładek, których masy spełniają relację: Masie pierwszej odpowiada czas r/drugiej fj. Wyniki pomiarów notujemy w tabeli nr. 2. Tabela pomiarów nr.2								i
Nr	S:	UH	U	IH	P|||	.Pi)f | (Pj)i 1		ii li
1								Ą
I ^2						3		n
|| |								-4
4								1
s						| |	1 WM

Podobnie jak poprzednio pomiar powtarzamy pięciokrotnie.

Zaznaczone w tabelach wartości prędkości v/ i v₂ są odpowiednio równe

5    ^

w

V;= oraz Vj=

25

ft.