Дослідження закону збереження імпульсу

Програма завдання :

1. Імпульсом називається:

А) добуток маси на квадрат швидкості;

Б) відношення маси до швидкості;

В) добуток маси на швидкість;

Г) відношення сили до проміжку часу.

2. Одиницею імпульсу є:

А) ;

Б) ;

В) ;

Г) ;

Д) .

3. Напрям імпульсу тіла:

А) протилежний швидкості тіла;

Б) співнаправлений зі швидкістю тіла;

В) перпендикулярний швидкості тіла;

Г) не залежить від швидкості тіла;

4. Закон збереження імпульсу формулюється:

А) Сума імпульсів тіл, що утворюють замкнену систему, зберігається сталою під час будь-яких взаємодій тіл цієї системи між собою або даної системи з іншими системами;

Б) Геометрична сума імпульсів тіл, що утворюють замкнену систему, зберігається сталою під час будь яких взаємодій тіл цієї системи;

В) Геометрична сума імпульсів тіла, що утворюють замкнену систему сил, зберігається переважно сталою під час механічних взаємодій тіл цієї системи між собою;

Г) Сума геометричних імпульсів тіл двох систем, що утворюють замкнену систему тіл, зберігається сталою на протязі всього часу взаємодії цих тіл між собою.

5. Для визначення швидкості кульок до зіткнення і після нього користуються:

А) Першим законом Ньютона.

Б) Третім законом Ньютона.

В) Законом збереження кінетичної енергії.

Г) Законом збереження механічної енергії.

6. За якою формулою можна обрахувати швидкість тіла до чи після зіткнення:

А) .

Б) .

В) .

Г) .

Теоретичні відомості.

Згідно визначення , згідно третього закону Ньютона при взаємодії тіл ; звідси ; тут ми розглядаємо випадок, коли швидкості тіл при взаємодії направлені вздовж однієї лінії; остаточно

або Р1 +Р2 = Р1 + Р2

тут Р1 і Р2 – імпульси першого і другого тіл до взаємодії, а Р1 і Р2 – після взаємодії.

Перший метод виконання роботи.

Обладнання: штатив з муфтою, дві сталеві кульки, одна з яких має більшу масу, дві нитки, вимірювальна лінійка.

Експериментальна задача.

На довгих підвісах висять дві сталеві кульки, маси яких m1 і m2 відповідно (m1>m2). Кульку з масою m1 відводять в сторону, фіксують відстань на лінійці s0, і відпускають її , після удару на лінійці відмічають максимальні відхилення першої та другої кульок - та . Розрахувати швидкості кульок до і після зіткнення. Перевірити дію закону збереження імпульсів.

Теоретичні відомості.

В лабораторній роботі використовується установка, яка подана на мал. 1.

мал. 1

Центри ваг обох кульок лежать на одному рівні. Для визначення швидкостей першої кульки до зіткнення v1 і швидкості кульок u1 i u2 після зіткнення необхідно скористатися законом збереження механічної енергії. Потенціальна енергія кульки в положенні максимального відхилення дорівнює його кінетичній енергії при ударі.

, звідки

трикутник ABC – прямокутний

(кут ABC опирається на діаметр).

мал. 2(а) мал. 2(б)

Катет AB є середньою пропорціональною величиною між гіпотенузою AC=2l і своєю проекцією на гіпотенузу AD

AB2 = AC AD, тобто

, звідки

; ; ;

При малих кутах величину відхилень можна замінити їх горизонтальними складовими.

Послідовність виконання роботи.

1. Намалюйте в зошиті таблицю для запису результатів вимірювань і обчислень.

2. Визначте маси кульок m1 i m2 і виміряйте довжину їх підвісу.

3. Відхилить кульку з більшою масою від положення рівноваги на 5-7 см і відпустіть її. Зафіксуйте максимальне відхилення кульок s1 i s2 після зіткнення.