1. Провести корректировку осевой установки шаров. Для этого шар, который расположен выше, повернуть так, чтобы риски на шарах находились на одном уровне.
2. Установить электромагнит на выбранном расстоянии от начала шкалы и на такой высоте, чтобы его ось была продолжением черты на шаре.
3. Включить прибор в сеть. Нажать клавишу "СЕТЬ" микросекундомера.
4. Отжать клавишу "ПУСК".
5. Правый шар отклонить от положения равновесия на угол и удерживать его в этом положении электромагнитом. Левый шар оставить в состоянии покоя.
6. Нажать кнопку "СБРОС".
7. Нажать кнопку "ПУСК".
8. После столкновения шаров отметить углы отклонения шаров и .
9. Измерить продолжительность столкновения шаров t.
10. Опыт повторить пять раз, выполняя пункты 4 - 9 при одном и том же значении α1. Результаты измерений записать в табл. 1.
11. Отжать клавишу "СЕТЬ".
12. При помощи мерной ленты определить длину l подвески шаров (от точки подвеса до центра тяжести шара).
Таблица 1
m 1 = | M 2 = | Δ m = | l = | Δ l = |
α1 = | Δα1 = | Число измерений n = | ||
i | .............. | n | ||
α1' | <α1'> | |||
α2' | <α2'> | |||
τ | <τ> |
13. Рассчитать средние значения и погрешности измерений величин , , t по формулам
|
|
,
,
где x - измеряемая величина, n - число измерений, t (a, n) - коэффициент Стьюдента. Учесть техническую погрешность Δ x т.
14. По формулам (2), (5), (6) и (7) определить импульсы шаров , , и до и после столкновения, подставляя средние значения углов отклонения <α1'> и <α2'>.
15. Вычислить погрешности измерения импульсов по формулам:
,
,
,
.
Углы необходимо выражать в радианах; D l равно цене деления
мерной ленты; Da1 - цене деления шкалы.
16. Сравнить полученные значения px и px', которые должны совпадать в пределах ошибок измерений при выполнении следующего неравенства:
(9)
17. Вычислить среднюю силу удара по формуле (8), подставляя в нее <α2'> <τ>.
18. Вычислить погрешность измерения силы удара по формуле
. (10)
19. Результаты измерений записать в табл. 2.
Таблица 2
<α1'> =, Δα1' = | <α1'> =, Δα2' = | <τ> =, Δτ = |
p =, Δ p = | p ' =, Δ p ' = | Записать неравенство (9) |
F = | Δ F = |
Контрольные вопросы
1. Что такое сила и масса тела? В каких единицах они измеряются?
2. Сформулировать законы Ньютона. Какова взаимосвязь между этими законами?
3. Что такое импульс тела? Вывести закон сохранения импульса.
4. Какова связь закона сохранения импульса с законами Ньютона?
5. Какие существуют виды механической энергии? Сформулировать закон сохранения механической энергии.
|
|
6. Какие превращения энергии происходят при столкновении тел?
7. В каких единицах измеряется энергия в СИ и СГС?
8. Вывести расчетные формулы (2), (6), (7).