M1 - sprawozdanie.docx

Kaja Fac

Paulina Krzemińska

Gr. D7

M1

Temat:  Badanie zderzeń centralnych

Cel:  Celem doświadczenia było:

·         określenie czy zderzenia zachodzą w układzie odosobnionym

·         określenie, czy zderzenia należą do zderzeń sprężystych.

Technika realizacji pomiaru: 

W naszym doświadczeniu wykorzystałyśmy statyw z dwiema linkami (do których przyczepiałyśmy różne kule) oraz lampę, która umożliwiła nam określenie o ile odchylały się kule po zderzeniu. W stanie spoczynku kulki stykały się, a linki były do siebie równoległe. Ćwiczenie polegało na kilkakrotnym odchylaniu jednej z kul i zderzaniu jej z drugą, a następnie obserwacji o ile obie kule się odchylą.

Przebieg doświadczenia:

Część I

W pierwszej części ćwiczenia naszym zadaniem było zmierzenie długości wahadła.

Aby tego dokonać skorzystałyśmy ze wzoru: l=H+y+r, gdzie H=s2-d22.

Podstawiając do wzorów obliczyłyśmy, iż długość wahadła z kulką metalową wynosi 106,41 [cm], natomiast z kulką plastikową 1,0645 [m].

Niepewność co do długości wahadła wyznaczyłyśmy ze wzoru:

∆H=121s2-12d2(2s)∆s2+121s2-12d2(-12d)∆d2

i otrzymałyśmy: DH = 0,101 [mm], natomiast Dl = 0,103 [mm]

Zakładając, iż na nasze układy kul nie działa żadna siła zewnętrzna, możemy posłużyć się zasadą zachowania energii mechanicznej i wyliczyć wartość pędu poszczególnych kul. Gdy kula uderzająca jest wychylona maksymalnie, to posiada jedynie energię potencjalną, która określona jest wzorem:

EP=mgh

natomiast gdy kula przechodzi przez położenie równowagi, to jej całkowita energia jest równa energii kinetycznej określonej wzorem:

EK=p22m

Zgodnie z zasadą zachowania energii mechanicznej:

mgh=p22m, stąd p=m2gh

h, czyli wysokość na jaką wznosi się maksymalnie kulka wyliczyłyśmy z funkcji trygonometrycznych i otrzymałyśmy:

h=l1-1-x2l2

Końcowy wzór z którego wyliczyłyśmy pęd kulek wygląda następująco:

p=m2gl1-1-x2l2

p=g∙ms2∙m=g∙ms

Część II

W drugiej części doświadczenia musiałyśmy określić średnią wartość pędu początkowego i końcowego oraz określić czy spełnione są zasady zachowania energii i pędu w czterech przypadkach:

1.       Zderzenie dwóch kul metalowych

2.       Zderzenie kuli metalowej z plastikową

3.       Zderzenie kuli plastikowej z metalową

4.       Zderzenie kul metalowych z warstwą klejącą

Ad. 1)

Wyniki pomiarów:

Gdzie:

x1 – wychylenie początkowe kulki uderzającej,

x2 – wychylenie kulki uderzonej,

x3 – wychylenie kulki uderzającej,

Dx = 0,2 [cm].

Opracowanie wyników:

Wartość pędu obliczyłyśmy z wcześniej wyprowadzonego wzoru i otrzymałyśmy:

Gdzie:

p1 – pęd początkowy,

...