Проверка закона сохранения импульса (Лабораторная работа)

Лабораторная работа

«Проверка закона сохранения импульса»

Цель: определить импульсы замкнутой системы до и после взаимодействия тел, входящих в нее, и проверить закон сохранения импульса, рассчитать абсолютную и относительную погрешности прямых измерений дальности полета одного из шаров.

Приборы и принадлежности: штатив с лапкой, 2 шарика одинакового объема и разной массы, лоток для пуска шарика, листы белой и копировальной бумаги, ученическая линейка, весы, разновес.

Ход работы:

Вывод расчетных формул

Шар массой m₁, скатываясь с лотка, конец которого расположен горизонтально, приобретает в конце лотка горизонтальную скорость υ, а следовательно и импульс m₁ υ.

Проекцию скорости υ легко определить, измерив дальность полета l  и высоту h

Поместим на краю лотка второй шар массой m₂, импульс которого равен 0.

Первый шар, имеющий в конце лотка горизонтально направленный импульс, взаимодействует с лежащим неподвижно вторым шаром. После взаимодействия оба шара имеют скорости υ₁ и υ₂ , направленные горизонтально. Для данной системы шаров выполняется закон сохранения импульса

 (1)

Порядок выполнения работы:

1.  Измерьте массы шаров на весах.

2.  Укрепите лоток в лапке штатива, чтобы конец лотка был расположен горизонтально на высоте 20 см от поверхности стола.

3.  Сделав мелом метку на лотке, пустите с этого положения шар большей массы и понаблюдайте,  в каком  месте стола приземлится шар. Положите здесь лист белой бумаги, зафиксировав его, а сверху – лист копировальной бумаги.

4.  Поместите первый шар на метку и отпустите. По метке на белом листе определите дальность полета l  . Опыт повторите 5 раз, данные занесите в таблицу. Найдите среднее значение.

5.  Установите на краю лотка второй шар меньшей массы и запустите первый шар с того же места, что и в задании 3. По отметкам на белом листе найдите дальность полета шаров l₁  и l₂. Все данные занесите в таблицу

6.  Проверьте выполнение закона сохранения импульса, подставив значения в формулу (1).

7.  Определите абсолютную и относительную погрешности прямых измерений дальности полета одного из шаров. Результаты запишите в интервальной форме.

Таблица:

Контрольные вопросы:

1.  Как направлен импульс тела?

2.  При каких условиях выполняется закон сохранения импульса?

3.  Почему систему двух шаров можно считать замкнутой?

Суперзадание:

Можно ли утверждать, что суммарный импульс шаров не будет изменяться и при дальнейшем полете по параболической траектории вплоть до соударения с поверхностью стола? Аргументируйте ответ.

Запишите вывод по проделанной работе.