Исследование соударения шарика со стенкой

Санкт-Петербургский Институт точной механики и оптики

(Технический университет)

Отчёт по

лабораторной N2

Исследование соударения шарика со стенкой студента  факультета Компьютерных технологий и управления

группа 147

Сорокина Алексея Евгеньевича

Санкт-Петербург 2000.

Цель работы: Определение коэффициента восстановления, продолжительность удара и средней силы взаимодействия шарика со стенкой.

 

Нахождение коэффициента восстановления E:

E=V1/V, где V-скорость шарика перед ударом , а V1-скорость шарика после удара.

Скорость шарика находится косвенным методом: Из закона сохранения механической энергии:

Аналогично

Нахождение времени восстановления T:

Используем косвенный метод: Замкнутый на сопротивление R конденсатор теряет напряжение по закону,                                                           где U0 = U(0) – начальное напряжение, а C – емкость.

Электрическая схема установки:

 

Где: E – батарея, от которой при замыкании на K1 заряжается конденсатор С;

K3 – служит для измерения напряжения вольтметром V;

K2 – замыкает цепь через сопротивление R на шарик.

Нахождение силы удара :

Сила удара находится косвенным методом из второго закона Ньютона:

Данные с установки:  

	a1(a1=15)	a2(a=10)	a3(a=5)
1	12	8.1	4.1
2	11.5	7.8	4.2
3	12.5	8.4	3.6
4	11.5	7.9	4.1
5	12.2	8.5	4.2
Ср	11.94	8.14	4.08

	U0	U(a=15)	U(a=10)	U(a=5)
1	9.6	7.6	7.4	7.2
2	9.6	7.8	7.6	7.4
3	9.6	7.8	7.4	7.2
4	9.6	7.6	7.4	7.0
5	9.6	7.8	7.6	7.2
6	9.6	7.72	7.48	7.20

Расчетная таблица

a	а ср. (гр)	U0 (в)	U (в)	E	t (м/c)	V(м/c)	F (н)
15	11.94	9.6	7.72	0.80	9.589E-5	0.631	1285.394
10	8.14	9.6	7.48	0.81	10.979E-5	0.422	750.810
5	4.08	9.6	7.20	0.82	12.658E-5	0.211	325.610
ср				0.81

Расчет погрешности для а=10

               Таблица ответов

	a=15	a=10	a=5
E	E=0.8	E=0.81 0.04	E=0.82
T	T=9.589E-5 c.	T=(11 1)E-5 c	T=12.658E-5 c
F	F=1285.394 Н	F=(700 200) Н	F=325.610 H

Выводы: Коэффициент восстановления не постоянен, что является следствием косвенных вычислений с большой погрешностью. Это же приводит к большому интервалу значений силы.