Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
3
ГААП
кафедра физики
Рейтинг за работу:
Преподаватель:
Отчет
о лабораторной работе
по курсу: “Общая физика”:
Баллистический крутильный маятник.
ОФ 72.5528.009 ЛР
Работу выполнил
студент гр. № 84705: Болотник В.А.
“”октября 1997г.
Санкт-Петербург
1997
Цель работы: определение модуля кручения проволоки и скорости полета пули.
1) Описание установки: Основным элементом установки является маятник —горизонтальный стержень, закрепленный на вертикальной стальной проволоке, натянутой между кронштейнами. На стержне закреплены два груза и две пластины с пластилином —мишени. Для стрельбы "пулями" служит пружинный "пистолет" . На прозрачном экране, закрывающем маятник, нанесена шкала, позволяющая определить угол поворота маятника. Для измерения времени и числа полных колебаний имеется миллисекундомер с фотодатчиком.
Кнопка "Стоп" генерирует сигнал на разрешение окончания подсчета времени и числа колебаний, а кнопка "сброс" обнуляет показания секундомера и подготавливает прибор к следующему эксперименту.
Момент инерции маятника можно менять, передвигая грузы по стержню.
2) Методика выполнения и рабочие формулы: После попадания пули маятник отклонится на угол , возникает момент упругих сил, стремящийся вернуть его в положение равновесия.
Считая удар абсолютно неупругим, можно приравнять момент импульса до удара моменту импульса после удара:
mvl = I (d / dt)max., (1)
где m — масса пули, v — скорость пули перед ударом, l —расстояние от оси маятника до центра пули, попавшей в маятник, I — момент инерции маятника с пулей, (d / dt)max — максимальная угловая скорость системы после удара.
С другой стороны, максимальная кинетическая энергия колеблющегося маятника равна его максимальной потенциальной энергии. Так, если мах — максимальный угол отклонения маятника, с — модуль кручения проволоки (М=с), то:
½I(d / dt)max = ½cmax . (2)
Из (1) и (2) можно выразить скорость пули:
v = I / ml (d / dt)max = CI max /ml. (3)
Малые колебания крутильного маятника описываются уравнением:
I (d / dt) + с =0 (4)
и являются гармоническими с периодом
T =2 I / c, (5)
откуда, для обоих периодов,
сТ = 4I и сТ' = 4I', (6,7)
Из (6,7) следует:
c=4(I-I') / (T -T' ), I=T(I-I') / (T -T' ), cI = 2t (I-I') / (T -T' ), (8,9,10)
и скорость пули, с учетом того, что I –I' = 2M(d –d' ), равна
v = 4maxTM(d –d' ) / ml(T -T' ). (11)
3) Результаты измерений и вычислений:
Результаты измерений занесены в таблицу №1.
табл. 1
|
1 измерение |
2 измерение |
|
|
d (см) |
8,0 |
,0 |
|
мах (рад) |
0,297 |
,436 |
|
tколеб (с) |
18,94 |
,93 |
,95 |
,91 |
,96 |
,57 |
,52 |
,60 |
,57 |
,58 |
|
nколеб |
5 |
|||||||||
|
tсреднее (с) |
18,94 |
,57 |
||||||||
|
Тколеб |
3,79 |
,71 |
4) Примеры расчетов:
v = 4 3,14 0,297 3,79 0,2 кг ((0,08м) –(0,04м)) / 0,001724 0,120 м ((3,79 с) –(2,71 с)) =
=9,35 м/с.
v = 4 3,14 0,436 3,79 0,2 кг ((0,08м) –(0,04м)) / 0,001724 0,120 м ((3,79 с) –(2,71 с)) =
=13,72 м/с.
vсредняя = 11,54 м/с.
5) Расчет погрешности:
Вывод :
vсредняя = 11,54 м/с.
Список используемой литературы : Н.А. Черепков „Методические указания к выполнению лабораторных работ”