volpi.ru · created date: 12/24/2014 12:20:24 pm

19
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОЛЖСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧ- РЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» КАФЕДРА «ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА И МАТЕМАТИКА» С.О. Зубович, А.Л. Суркаев ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ СОУДАРЕНИЯ ТЕЛ Методические указания Волгоград 2015

Upload: others

Post on 08-Feb-2021

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОЛЖСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

    ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧ-РЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОЛГОГРАДСКИЙ

    ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

    КАФЕДРА «ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА И МАТЕМАТИКА»

    С.О. Зубович, А.Л. Суркаев

    ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ СОУДАРЕНИЯ ТЕЛ

    Методические указания

    Волгоград 2015

  • УДК 53 (075.5)

    Р е ц е н з е н т :

    Канд. физ.-мат. наук, доцент Т.А. Сухова

    Издается по решению редакционно-издательского совета Волгоградского государственного технического университета

    С.О. Зубович, Изучение законов соударения тел [Электронный ресурс]: методиче-

    ские указания / С.О. Зубович, А.Л. Суркаев //Сборник «Методические указания» Вы-пуск 3.-Электрон. текстовые дан.(1файл:141Kb) – Волжский: ВПИ (филиал) ГОУВПО ВолгГТУ, 2015.-Систем.требования:Windows 95 и выше; ПК с процессором 486+; CD-ROM.

    Методические указания содержат рекомендации к выполнению лабораторной

    работы, представленной в первой части практикума кафедры «Прикладная физика и математика» Волжского политехнического института.

    Предназначены для студентов всех форм обучения.

    Волгоградский

    государственный технический

    университет, 2015 Волжский

    политехнический институт, 2015

  • – 3 –

    Лабораторная работа № 106

    ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ СОУДАРЕНИЯ ТЕЛ 106.1. Цель работы: Изучение законов сохранения импульса и меха-

    нической энергии для упругих столкновений. Измерение параметров цен-

    трального неупругого удара двух шаров.

    106.2. Описание лабораторной установки

    Общий вид лабораторной установки для исследования столкновения

    шаров представлен на рис.106.1. В основании 1 закреплена колонна 2 с

    прикрепленным сверху кронштейном. На кронштейне закреплена рама 3, к

    которой на гибких нитях 4 подвешены упругие шары.

    Шары сгруппиро-

    ваны в двух вариантах:

    группа из пяти шаров 5

    служит для исследова-

    ния закона сохранения

    импульса, группа из

    двух шаров 6 – для оп-

    ределения коэффициен-

    та восстановления от-

    носительной скорости и

    энергии после цен-

    трального удара двух шаров.

    Чтобы добиться центрального соударения, на установке предусмотре-

    ны регулировочные винты 7 и 8.

    В основании закреплены угольники со шкалами 9 и 10, показывающие

    углы отклонения шариков в градусах, а на специальных направляющих –

    Рис.106.6. Общий вид лабораторной установки.

    5 1

    9 9

    2

    10

    6

    7

    11

    8

    4

    3

  • – 4 –

    электромагнит 11, удерживающий первый шарик в исходном отклоненном

    положении. Электромагнит можно передвигать вдоль правой шкалы и

    фиксировать высоту его установки, что позволяет изменять начальный

    угол отклонения первого шара от вертикали.

    Внимание: Установка для опытов настроена и никаким регулировкам

    винтами не подлежит.

    106.2.1. Установка для определения коэффициента восстановления

    Для измерения времени контакта шаров используется электронный

    секундомер, показывающий время удара в микросекундах (рис.106.2). Се-

    кундомер электрически соединен с шариками и электромагнитом. На ли-

    цевой панели секундомера находятся следующие манипуляционные эле-

    менты:

    1. «Сеть» – выключатель сети.

    2. «Пуск» – управление электромагнитом.

    При нажатии кнопки «Пуск» на секундомере магнит отпускает пер-

    вый шарик. В момент соприкосновения шариков они замыкают цепь се-

    кундомера и включают на нем счетчик микросекунд, который работает до

    момента размыкания шариков, а затем останавливается, фиксируя время

    их электрического контакта, которое и принимается равным времени уда-

    α1 мкс сеть пуск

    h1

    β2

    h2

    Рис.106.2. Схема соударения шаров и измере-ния времени удара.

  • – 5 –

    ра . При обратном ударе шариков счетчик уже не меняет своего показа-

    ния, так что на нем фиксируются только время первого удара.

    Для восстановления исходного состояния системы надо отжать кноп-

    ку «Пуск» (при этом включится электромагнит и обнулятся показания таб-

    ло на секундомере) и прилепить первый шарик к электромагниту.

    При спокойном положении шариков внизу они должны быть на одном

    уровне и в плоскости касания, почти касаться друг друга, а их указатели

    показывать на нули шкалы углов. При захвате магнитом первого шарика

    его указатель показывает на α1 = 15°.

    Массы шариков m1 = m2 = m = 320 г, их радиусы R = 25 мм, расстояния

    от точек подвесов до центров шариков ℓ = 55 см. Если реально эти пара-

    метры иные, то они указаны на установке.

    106.2.2. Установка для исследования закона сохранения импульса

    Сначала происходит соударение шаров (рис.106.3) 1 и 2. В результате

    шар 1 останавливается полностью передав шару 2 свой импульс (а значит

    и скорость). Далее происходит аналогичная передача скорости шару 3 и

    т.д. Таким образом, последний шар 5, получив толчок, отклонится на такой

    же угол, на какой первоначально был отклонен шар 1, а все остальные ша-

    ры будут при этом покоится. Именно это движение последнего шара мы и

    видим: движение «промежуточных» шаров незаметно для глаза.

    1 ℓp

    5 4 3 2 1

    Рис.106.3. Схема установки для изучения закона сохранения импульса.

    β5

  • – 6 –

    Закон сохранения импульса 21 umm

    , в проекции на горизонтальную

    плоскость υ1 = υ2. Закон сохранения энергии 22

    22

    21 mum , 22

    21 u и так да-

    лее. Когда шар 5 вернется после отскока, мы увидим отскок шара 1 на тот

    же угол и т.д.

    Если отвести первоначально шары 1 и 2, то описанный процесс про-

    изойдет дважды: сначала по цепочке пробежит «толчок» от удара шара 2, а

    затем, спустя малое время, «толчок» от удара шара 1. В результате мы

    увидим, что с другой стороны цепочки отклоняется только шары 4 и 5, а

    затем – снова отклоняется только шары 1 и 2 и т.д.

    Массы шариков одинаковы mp = 110 г, их радиусы Rp = 30 мм, рас-

    стояния от точек подвесов до центров шариков ℓp = 72 см. Если реально

    эти параметры иные, то они указаны на установке.

    106.3. Методика эксперимента

    Рассмотрим соударение шаров на данной ус-

    тановке. Изобразим все внешние силы, дейст-

    вующие на шары во время удара (рис.106.4): gm 1 ,

    gm 2 − силы тяжести шаров; 1N

    , 2N

    − силы реак-

    ции нитей. Силы взаимного отталкивания, возни-

    кающие во время столкновения, являются внут-

    ренними, поэтому мы их не изображаем. Внут-

    ренние силы не изменяют импульса рассматри-

    ваемой системы.

    Используя второй закон Ньютона, запишем закон изменения импульса

    системы за время столкновения Δt:

    tNNgmgmpсистемы 2121 . (106.1)

    α1

    X

    gm 2 gm

    1

    2N

    1N

    h1

    Рис.106.4

  • – 7 –

    Пусть первый шар до столкновения имеет скорость 1 , а второй до

    столкновения покоился (υ2 = 0). В этом случае 022 Ngm , 011 Ngm

    .

    Не скомпенсированной остается сила реакции нити 1N

    , действующей на

    первый шарик перед ударом, т.к. первый шарик в этот момент имеет цен-

    тростремительное ускорение. В этом случае мы имеем не замкнутую сис-

    тему. Предполагая, что за время столкновения вектор суммы внешних сил

    меняется не значительно, спроектировав равенство (106.1) на ось ОХ, по-

    лучим:

    OX: (Δpсистемы)x = ( m1gx + m2gx + N1x + N2x )·Δt. (106.2) Очевидно, что m1gx = m2gx = N1x = N2x = 0, поэтому проекция измене-

    ния импульса системы на ось ОХ равно нулю, т.е. проекция импульса сис-

    темы до удара равна проекции импульса системы после удара. Это утвер-

    ждение справедливо как для упругого, так и для неупругого удара. Это ут-

    верждение подлежит проверке в данной работе.

    Очевидно, что m1gx = m2gx = N1x = N2x = 0, поэтому проекция измене-

    ния импульса системы на ось ОХ равно нулю, т.е. проекция импульса сис-

    темы до удара равна проекции импульса системы после удара. Это утвер-

    ждение справедливо как для упругого, так и для неупругого удара. Это ут-

    верждение подлежит проверке в данной работе.

    Для определения скоростей шаров до и после ударов воспользуемся

    законом сохранения механической энергии. При движении первого шара

    до удара на него действуют две силы: сила тяжести gm 1 и сила натяжения

    нити 1N

    . Сила тяжести является консервативной, а сила натяжения в дан-

    ном случае не совершает работы, т.к. на любом бесконечно малом участке

    траектории она направлена перпендикулярно бесконечно малому переме-

    щению. Поэтому во время полета механическая энергия первого шара со-

    храняется. Это же утверждение справедливо и для движения шаров после

  • – 8 –

    столкновения. Обозначим начальный угол отклонения первого шара через

    α1 и высоту – через h1.

    Запишем закон сохранения механической энергии для первого шара:

    1211

    2mghm , (106.3)

    где m1gh1 – начальная механическая (потенциальная) энергия шара; 2

    211m –

    механическая (кинетическая) энергия шара перед столкновением. Отсюда

    имеем следующее соотношение: 11 2gh . Из рис.106.4 видно что

    2

    21 12111

    sincoscosh , тогда:

    2

    212 111

    singcosg . (106.4)

    Аналогично определяются скорости первого u1 и второго шариков u2

    сразу после удара:

    11 12 cosgu , 222 122 cosgghu , (106.5) где β1 – угол отскока первого шарика, β2 – угол отскока второго шарика,

    h2 – высота подъема второго шарика.

    Рассмотрим особенности абсолютно упругого и абсолютно неупруго-

    го ударов.

    Абсолютно упругий удар – это такой удар, при котором кинетическая

    энергия стакиваются тел частично или полностью (т.е. без тепловых по-

    терь) переходит в энергию их упругой деформации, а затем вновь превра-

    щается в кинетическую энергию разлетающихся тел. При этом оба тела

    полностью восстанавливают свою форму. При абсолютно упругом ударе

    выполняются законы сохранения как импульса, так и механической энер-

    гии.

  • – 9 –

    ЗАМЕЧАНИЕ. После удара тела могут и вращаться, так что следовало

    бы добавить и закон сохранения момента импульса, позволяющий опреде-

    лить скорость вращения, но с целью упрощения опытов и расчетов, враща-

    тельным движением пренебрегаем.

    Рассмотрим центральный абсолютно упругий удар шаров. Пусть мас-

    сы шаров m1 и m2, скорости до удара υ1 и υ2, после удара u1 и u2. Закон со-

    хранения импульса системы двух шаров в общем виде имеет вид:

    2121 pppp или 22112211 umummm

    , где 21 p,p

    – соответствен-

    но импульсы первого и второго шаров до соударения, 21 p,p – соответст-

    венно импульсы первого и второго шаров после соударения

    В применении к данной задаче закон сохранения импульса в проекци-

    ях на ось OX имеет вид:

    p1x + p2x = p'1x + p'2x или 22112211 umummm . (106.6)

    Закон сохранения энергии дает:

    2222

    222

    211

    222

    211 umummm . (106.7)

    Решая полученную систему уравнений (106.6–106.7) совместно, полу-

    чаем:

    121

    2211

    21

    221211 2

    2

    mmmm

    mmmmmu , (106.8)

    221

    2211

    21

    112122 2

    2

    mmmm

    mmmmmu . (106.9)

    Исследуем полученный результат в частных случаях.

    1) Соударение одинаковых шаров. Тогда m1 = m2 и из системы урав-

    нений (106.8–106.9) получаем: u1 = υ2, u2 = υ1. В этом случае в результате

    соударения тела только обменяются энергией и, соответственно, скоро-

    стью. Времена ударов, близких к абсолютно упругим, весьма малы – по-

  • – 10 –

    рядка 10–4 – 10–5 с, а давления на площадках контакта достигает

    109 – 1010 Па (10 4 – 10 5 атм).

    2) Удар шара о массивную стенку. В этом случае m2 >> m1 и из систе-

    мы уравнений (106.8–106.9) приближенно будем иметь:

    211 2u , (106.10)

    212

    122 2 m

    mu . (106.11)

    Как видно из выражений (106.10–106.11), скорость массивного тела

    после удара меняется незначительно. В результате удара стенке передается

    значительный импульс Δp = m2u2 + m2υ2 = 2m1υ1, но передача энергии при

    ударе сравнительно мала.

    Выражение (106.4) позволяет выразить импульс и кинетическую энер-

    гию первого шара перед ударом:

    2

    212 1111111

    singmcosgmmp xx , (106.12)

    2

    212

    12111

    211

    1

    singmcosgmmT . (106.13)

    Рассуждая аналогично для движения шаров после столкновения, мож-

    но записать следующие выражения для их импульсов и энергий:

    2

    2 11111

    singmump xx , 22 22222

    singmump xx , (106.14)

    2

    22

    121

    211

    1

    singmmT , 2

    22

    222

    221

    2

    singmmT , (106.15)

    где β1, β2 − соответственно углы отклонения первого и второго шаров по-

    сле удара.

    Проекция импульса первого удара после столкновения p'1x является

    положительной величиной в том случае, когда направление скорости пер-

    вого шара до и после удара совпадают, в противном случае проекция им-

    пульса является отрицательной величиной.

  • – 11 –

    Коэффициент восстановления скоростей и энергий k, равный отноше-

    нию нормальных составляющих относительной скорости тел после u и до

    удара υ:

    uk , (106.16)

    также можно определить как отношение кинетической энергии системы

    после удара T' к кинетической энергии системы до удара T:

    21

    21

    TTTTk

    . (106.17)

    Для установки (рис.106.2) T2 = 0, т.к. второй шар перед ударом поко-

    ится.

    Коэффициент восстановления k для прямого удара шаров согласно

    формуле (106.16) определяется отношением:

    21

    12

    12

    12

    uuuuk , (106.18)

    где υ1 и υ2 – скорости шаров до удара; u1 и u2 – после удара.

    Значение k можно определить экспериментально, например, по высоте

    h, на которую подскакивает шарик, свободно подающий на горизонталь-

    ную плиту с высоты Н. Так как плита неподвижна, для нее υ2 = u2 = 0, а для

    шарика: gH21 , ghu 21 , следовательно из формулы (106.16):

    Hhk . (106.19)

    В настоящей работе коэффициент k определяется по формуле (106.18)

    по скоростям двух одинаковых соударяющихся шаров, один из которых

    вначале неподвижен: m1 = m2 = m и υ2 = 0.

    Абсолютно неупругий удар – это такой удар, после которого оба тела

    движутся как одно целое. При этом упругая деформация не возникает или

    же она очень мала и не приводит к отскоку, а кинетическая энергия тел

  • – 12 –

    частично или полностью переходит в тепловую. Поэтому при абсолютно

    неупругом ударе закон сохранения механической энергии не выполняется,

    а выполняется только закон сохранения импульса.

    Рассмотрим центральный абсолютно неуп-

    ругий удар шаров (рис.106.5). При таком ударе

    энергия налетающего шара полностью расходу-

    ется на изменение внутренней энергии другого

    шара и на сообщение ему некоторой скорости.

    Закон сохранения механической энергии не выполняется, и для определе-

    ния скорости после удара достаточно закона сохранения импульса:

    p1x + p2x = px или ummmm 212211 , откуда после несложных преобразований получаем:

    21

    2211

    mmmmu

    , (106.20)

    где px, u – импульс и скорость единого тела после удара.

    Потеря механической энергии ΔE, перешедшей во внутреннюю энер-

    гию шаров, равна разности энергий до и после удара:

    22121

    212

    21222

    211

    2222

    mmmmummmmE . (106.21)

    Когда неподвижное тело имеет большую массу (m2 > m1), то почти вся

    кинетическая энергия переходит при ударе во внутреннюю энергию. На-

    против, при m1 >> m2 изменение внутренней энергии мало и большая часть

    кинетической энергии идет на сообщение движения ударяемому телу.

    Импульс и кинетическая энергия первого шара перед ударом опреде-

    ляются выражениями (106.14–106.15). Те же величины для движения ша-

    ров после столкновения запишутся в виде:

    2

    2 21121

    singmmmmp xx , (106.22)

    2N

    1N

    1

    m1 + m2 m1 m2 Рис.106.5. Схема цен-трального абсолютно

    неупругого удара.

  • – 13 –

    2

    22

    221

    2121

    singmmmmT , (106.23)

    где β – угол отклонения первого и второго шаров, двигающихся как единое

    тело, после удара.

    Сила удара. Радиус контактной площадки. Давление.

    Если второй шар до соударения остаётся в

    покое, то закон изменения его импульса в проек-

    ции на ось ОХ запишется в виде:

    OX: Δp2x = (m2g + N2x + < Fx >) τ, (106.24)

    где Δp2x = m2u2x – m2υ2x – проекция вектора

    изменения импульса второго шара, υ2x – проекция

    его скорости до удара, < Fx > – среднее значение

    проекции силы, действующий на второй шар со стороны первого в течение

    времени столкновения τ.

    Т.к. второй шар до удара покоился (υ2 = 0), то Δp2x = m2u2x, кроме того

    m2gx = N2x = 0 (рис.106.2). Рассуждая аналогично – изменение импульса

    первого шара Δp1x = Δp2x = m1υ1x – m1u1x. Окончательно имеем выражение

    для средней силы взаимодействия шаров (средней силы удара) за время τ

    (время удара):

    22

    22

    22 221111

    221111singmsingmsingmumummF

    . (106.25)

    Время контакта в работе измеряется электронным секундомером.

    Величина < F > называется импульсом силы.

    Очевидно, что при ударе сила взаимодействия растет от нуля (при на-

    чале контакта) до максимальной (при максимальном сжатии шаров), а за-

    тем снова падает до нуля (рис.106.6). Вид кривой F(t) определить непро-

    сто, однако с достаточной точностью можно считать, что она имеет при-

    мерно треугольный вид, как показано на рис.106.6, и тогда:

    τ

    F

    Рис.106.6. Графическая зависимость F(t).

  • – 14 –

    Fmax ≈ 2< F >. (106.26) Оценим характерную величину давления при ударе:

    S

    FP max , (106.27)

    где S = π r2 – максимальная площадь

    контакта при взаимном сжатии шаров,

    r – радиус контактной площадки

    (рис.106.7,a). Из рис.106.7,б видно

    (считая, что

  • – 15 –

    106.4. Порядок выполнения работы

    106.4.1. Определение коэффициента восстановления

    1. Проверьте правильность исходного состояния установки, указанно-

    го в разделе 106.2.1. Контактная поверхность шариков должна быть чис-

    той, иначе их электрический контакт будет плох и его время показывае-

    мое секундомером, не будет соответствовать времени механического кон-

    такта, т.е. истинному времени удара.

    2. Включите секундомер кнопкой «Сеть». Кнопка «Пуск» отжата. На

    табло должны высветиться нули.

    3. Отведите первый шарик до его захвата магнитом (α1 = 15º). Шарик

    при этом не должен перекручиваться на подвесе. Второй шарик – непод-

    вижен.

    4. Нажмите кнопку «Пуск» и зафиксируйте по угловым шкалам мак-

    симальный отброс второго шарика β2 и угол β1, на который отклонится

    первый шарик, двигаясь по инерции после первого удара (угол β1 очень

    мал и его сложно замерить, поэтому рекомендуется принять его значение в

    пределах 1–2°). Затем спишите с табло время удара .

    5. Восстановите исходное состояние установки, отжав кнопку «Пуск»,

    прилепите к магниту первый шарик и успокойте второй.

    6. Повторите опыт с определением времени и углов β1 и β2 еще че-

    тыре раза. Результаты запишите в таблицу 106.1.

    7. Выключите секундомер кнопкой «Сеть».

  • – 16 –

    Таблица 106.1. Определение коэффициента восстановления

    скорости и энергии. №

    опыта

    α1,

    град

    β1,

    град

    ,

    град

    β2,

    град

    ,

    град

    τ,

    мкс

    ,

    мкс

    υ1,

    м/с

    u1,

    м/с

    u2,

    м/с

    T1,

    Дж

    T'1,

    Дж

    T'2,

    Дж kυ kT

    1

    2

    3

    4

    5

    Для установки, состоящей из 2–х шаров: m = ________ кг, R = _________ м, ℓ = ______ м.

    106.4.2. Исследование закона сохранения импульса

    1. Проверьте правильность исходного состояния установки, указанно-

    го в разделе 106.2.2. Шарики должны висеть, выстроившись в одну линию

    и на одном уровне, и не должны перекручиваться на подвесе.

    2. Отклоните шар 1 на угол α1 = 15º и по угловым шкалам определите

    угол отклонения β5 шара 5 и угол β1, на который отклонится шар 1, двига-

    ясь по инерции после первого удара (угол β1 очень мал и его сложно заме-

    рить, поэтому рекомендуется принять его значение в пределах 1–3°).

    3. Повторите опыт с определением углов β1 и β2 еще два раза, откло-

    няя шар 1 на углы 20º и 25º (значение угла β1 рекомендуется принять в

    пределах 2–5°). Результаты опытов запишите в таблицу 106.2.

    Таблица 106.2. Определение импульсов и энергий шаров до и после удара.

    № опыта

    α1, град

    β1, град

    β5, град

    υ1, м/с

    u1, м/с

    u5, м/с

    p1, кг·м/с

    p'1 + p'5, кг·м/с

    T1, Дж

    T'1 + T'5, Дж kT

    1 15

    2 20

    3 25

    Для установки, состоящей из 5–ти шаров: mp = ________ кг, ℓp = _________ м.

  • – 17 –

    106.5. Обработка результатов измерений

    1. Вычислите средние значения величин: < β1 >, < β2 >, < τ >.

    2. По формулам (106.5) и (106.6) вычислите скорости шаров υ1, u1, u2 и

    u5.

    ЗАМЕЧАНИЕ. Из–за трения шаров и проводов подвеса о воздух, ис-

    тинная скорость υ1 будет несколько меньше вычисленной по формуле

    (106.5), а истинные u1, u2 и u5 – несколько больше вычисленных по форму-

    лам (106.6). В данной работе это трение не учитывается.

    3. По формуле (106.14) вычислите кинетическую энергию первого

    шара до удара T1. По формулам (106.16) вычислите кинетические энергии

    шаров после удара T'1, T'2 и T'5.

    4. По формуле (106.13) вычислите импульс первого шара до удара p1.

    По формулам (106.15) вычислите импульсы шаров после удара p'1, p'2 и p'5.

    5. Вычислите коэффициент восстановления kυ по формуле (106.18),

    полагая в ней υ2 = 0. Вычислите коэффициент восстановления kT по фор-

    муле (106.17), полагая в ней T2 = 0 и T5 = 0. Результаты расчетов запишите

    в таблицы 106.1 и 106.2. Сделайте выводы.

    6. По формуле (106.25) вычислите среднюю силу удара < F >.

    7. По формуле (106.29) вычислите радиус контактной площадки r.

    8. По формуле (106.30) вычислите давление Р при ударе.

    106.6. Контрольные вопросы

    1. На примере двух частиц вывести закон изменения импульса этой

    системы. Сформулировать условия, при которых сохраняется импульс сис-

    темы или его проекция.

    2. Что такое внешние и внутренние силы?

  • – 18 –

    3. Что такое механическая работа? Привести формулу для нахождения

    работы переменной силы по криволинейному участку траектории.

    4. Какие силы называются консервативными и неконсервативными?

    Что такое понятие потенциальная энергия?

    5. Дать понятие кинетической энергии материальной точки и твердого

    тела. Вывести теорему об изменении кинетической энергии.

    6. На примере одной материальной точки вывести закон изменения ее

    полной механической энергии.

    7. В чем различие между упругим и неупругим ударами?

    8. Что такое изолированная система?

    9. Какие превращения механической энергии совершаются в данной

    работе?

    10. От каких факторов зависят случайные погрешности в данной экс-

    периментальной работе?

    Литература, рекомендуемая для обязательной проработки: [1],

    §§22, 23, 30; [2], §§25,…, 29; [3], §15; [4], §4.6; [5], §I.4.6.

    ЛИТЕРАТУРА

    1. Савельев И.В. Курс общей физики в 4-х томах. Механика. Молеку-лярная физика и термодинамика. – М.: КноРус, 2012. – Т.1. – 528 с.

    2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Механика. – М.: ФИЗМАТЛИТ, МФТИ, 2010. – Т.1. – 560 с.

    3. Трофимова Т.И. Курс физики. – 20-е изд., стер. – М.: Изд-во «Ака-демия», 2014. – 560 с.

    4. Иродов И.Е. Механика. Основные законы: Учебное пособие для фи-зич. спец. вузов. – 12-е изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. – 309 с.

    5. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. – 8-е изд., испр. и перераб. – М.: Изд-во «Оникс», 2008. – 1056 с.

  • У ч е б н о е и з д а н и е

    Сергей Олегович Зубович Анатолий Леонидович Суркаев

    ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ СОУДАРЕНИЯ ТЕЛ

    Методические указания

    в авторской редакции Темплан 2007 г., поз.№ __28. В_

    Лицензия ИД № 04790 от 18.05.2001 г.

    Подписано в печать _________. Формат 60x84 1/16. Бумага газетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. _1,16___.

    Уч.-изд. л. _1,2 на магнитоносителе Волгоградский государственный технический университет.

    400131, г. Волгоград, просп. им. В.И. Ленина 28.

    РПК “Политехник” Волгоградского государственного технического университета.

    400131, Волгоград, ул. Советская, 35.