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, рулетка, весы электронные.
Теоретическое обоснование
Шар массой 
, скатываясь с лотка, конец которого расположен горизонтально, приобретает в конце лотка горизонтальную скорость 
, а следовательно и импульс 
.
Проекцию скорости 
легко определить, измерив дальности полета 
и высоту 
, 
Поместим на краю лотка второй шар массой 
, 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 
и 
, направленные горизонтально. Для данной системы шаров выполняется закон сохранения импульса.
(1)
Ход работы
Измерьте массы шаров на весах. Укрепите лоток в латке штатива, чтобы конец лотка был расположен горизонтально на высоте 20см от поверхности стола. Сделав мелом метку на лотке, пустите с этого положения шар большей массы м понаблюдайте, в каком месте стола приземлится шар. Положите здесь лист бумаги, зафиксировав его, а сверху – лист копировальной бумаги. Поместите первый шар на метку и отпустите. По метке на белом листе определите дальность полета
. Опыт повторите 5 раз, данные занесите в таблицу. Найдите среднее значение. 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 
и 
. Все данные занесите в таблицу. Проверьте выполнение закона сохранения импульса, подставив значения в формулу (1). Определите абсолютную и относительную погрешности прямых измерений дальности полета одного из шаров. Результаты запишите в интервальной форме. Представление данных
1. Таблица. Заполните таблицу ниже согласно предложенным критериям, добавляя необходимые столбцы.
Запись в заголовке таблицы физических величин с соответствующими единицами измерения и с учетом погрешности измеренных величин (1 балл) Измерения произведены не менее 5 раз. (3балл) Правильно записана степень точности величин. (1 балл) Представлена колонка с погрешностью (абсолютной и относительной) (2 балл)№ |
|
|
|
|
| ?иl., м | ?оl., м | ?l., м | Сравнить р1 и р2 |
1 | |||||||||
2 | |||||||||
3 | |||||||||
4 | |||||||||
5 | |||||||||
Среднее |
, кг
, кг
, м
, м
, м2.Обработка данных:
Примечание: Погрешность в этой работе можно рассчитать по формуле
?l = ?иl + ?оl.. По своему усмотрению вы можете использовать и другие способы вычисления погрешности.
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(2 балла)
Контрольные вопросы:
Как направлен импульс тела?(2 балла)
При каких условиях выполняется закон сохранения импульса?(2 балла)
Почему систему двух шаров можно считать замкнутой?(2 балла)
Задание
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.
Выводы: (2 балла)
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Ваши рекомендации по улучшению эксперимента: (2 балла)
Примечание: в этом пункте вы предлагаете не менее двух действий, которые смогли бы улучшить именно вашу работу.
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
