Серпімді және серпімсіз соқтығысулар

Виртуалды зертханалық жұмыс: импульс, энергия, жылдамдық, график және тәжірибелік қателік

Зертхананың мақсаты

Екі дененің бірөлшемді соқтығысуын зерттеу, соқтығысудан бұрынғы және кейінгі импульстерді салыстыру, импульстің сақталу заңын тексеру, серпімді және серпімсіз соқтығысу кезіндегі кинетикалық энергия өзгерісін анықтау.

Соқтығысу түрі

Серпімді соқтығысу: e = 1

Параметрлер

Өлшеу дәлдігін модельдеу

Өлшеу қатесін қосу

Көрсету параметрлері

Теориялық нәтижелер

  • pбаст3.00 кг·м/с
  • v₁0.00 м/с
  • v₂3.00 м/с
  • pсоң3.00 кг·м/с
  • Kбаст4.50 Дж
  • Kсоң4.50 Дж
  • ΔK0.00 Дж
  • ΔK (μ формула)0.00 Дж
  • e1.00
  • vцм1.50 м/с
  • Δp₁-3.00 кг·м/с
  • Δp₂3.00 кг·м/с
  • F̄₁-30.00 Н
  • F̄₂30.00 Н
  • εp0.00 %
  • εK0.00 %
Оң бағыт — оңға
t = 0.00 с
Арбашалар қозғалысқа дайын
0 м1 м2 м3 м4 м5 м6 м7 м8 м9 м10 м1-арбаша2-арбашаv=3.0v=0.0p=3.0p=0.0
x₁
2.00 м
x₂
8.00 м
t
0.00 с
v₁
3.00 м/с
v₂
0.00 м/с
vцм
1.50 м/с
p₁
3.00 кг·м/с
p₂
0.00 кг·м/с
pтолық
3.00 кг·м/с
Kжүйе
4.50 Дж

Негізгі формулалар

p = m·v
m₁u₁ + m₂u₂ = m₁v₁ + m₂v₂
e = (v₂ − v₁)/(u₁ − u₂)
K = m·v²/2
ΔK = Kбаст − Kсоң
J = Δp
vцм = (m₁u₁ + m₂u₂)/(m₁ + m₂)

Энергия балансы

Кинетикалық энергияның кеміген бөлігі денелердің деформациясына, ішкі энергиясына және дыбысқа айналады.

Өлшеу кестесі

Түріm₁m₂u₁u₂v₁v₂pбастpсоңKбастKсоңΔKeтәжεp, %
Кесте бос. «Өлшеуді тіркеу» немесе «Мысалмен толтыру» батырмасын басыңыз.

Графиктер

m₁ = 1 кг, m₂ = 1 кг · графиктер өлшеу барысында толығады.

Тәжірибелік қателіктерді есептеу

Δp
0.00 кг·м/с
εp
0.00 %
εK
0.00 %
eтеор
1.00
ē (өлшеулер)
Δē

Қателікті есептеу үшін кемінде екі дұрыс өлшеу енгізіңіз.

Импульс бойынша бағалау: Өте дәл нәтиже

Жалпы қорытынды

Тәжірибеде массалары 1.00 кг және 1.00 кг арбашалардың серпімді соқтығысуы зерттелді. Соқтығысудан бұрынғы жүйе импульсі 3.00 кг·м/с, соқтығысудан кейінгі импульс 3.00 кг·м/с болды. Бастапқы (4.50 Дж) және соңғы (4.50 Дж) кинетикалық энергиялар өзара тең. Алынған нәтиже серпімді соқтығысу кезінде импульс пен кинетикалық энергияның сақталатынын көрсетті.

Теориялық мәлімет

Импульс
Дененің импульсі оның массасы мен жылдамдығының көбейтіндісіне тең және бағытталған физикалық шама болып табылады. p = m·v
Импульстің сақталу заңы
Тұйық жүйеде денелер импульстерінің векторлық қосындысы өзгермейді.
Серпімді соқтығысу
Серпімді соқтығысу кезінде жүйенің импульсі де, кинетикалық энергиясы да сақталады.
Серпімсіз соқтығысу
Импульс сақталады, бірақ кинетикалық энергияның бір бөлігі ішкі энергияға, деформацияға және дыбысқа айналады.
Абсолют серпімсіз соқтығысу
Денелер соқтығысқаннан кейін бірігіп, ортақ жылдамдықпен қозғалады.
Қалпына келу коэффициенті
e — соқтығысудан кейінгі салыстырмалы ажырау жылдамдығының соқтығысудан бұрынғы салыстырмалы жақындау жылдамдығына қатынасы.
Масса мен жылдамдық
Импульс тек жылдамдыққа емес, массаға да тәуелді.
Векторлық таңба
Оң және теріс таңбалар қозғалыстың қарама-қарсы бағыттарын көрсетеді.

  1. Соқтығысу түрін таңдаңыз.
  2. Арбашалардың массаларын енгізіңіз.
  3. Бастапқы жылдамдықтарды орнатыңыз.
  4. Арбашалардың бір-біріне жақындап келе жатқанын тексеріңіз.
  5. «Іске қосу» батырмасын басыңыз.
  6. Фотодатчиктердегі жылдамдықтарды бақылаңыз.
  7. Соқтығысудан бұрынғы толық импульсті есептеңіз.
  8. Соқтығысудан кейінгі толық импульсті есептеңіз.
  9. Импульстерді салыстырыңыз.
  10. Бастапқы және соңғы кинетикалық энергияларды есептеңіз.
  11. Қалпына келу коэффициентін анықтаңыз.
  12. Нәтижені өлшеу кестесіне енгізіңіз.
  13. Тәжірибені әртүрлі массалармен қайталаңыз.
  14. Серпімді және серпімсіз соқтығысуларды салыстырыңыз.
  15. Тәжірибелік қатені есептеңіз.

Өзіңді тексер

1. Серпімсіз соқтығысу кезінде импульс сақталмайды.
2. Серпімді соқтығысу кезінде кинетикалық энергия сақталады.
3. Абсолют серпімсіз соқтығысу кезінде денелер бірге қозғалады.
4. Импульс скаляр шама.
5. Массасы үлкен дененің импульсі әрқашан үлкен болады.
6. Серпімсіз соқтығысу кезінде энергия толық жоғалады.
7. Соқтығысуда денелерге әсер еткен күш импульстері модулі бойынша тең және бағыттары қарама-қарсы.
8. Массалары тең денелердің серпімді соқтығысуында, екінші дене тыныштықта болса, олар жылдамдықтарымен алмасады.
9. Қалпына келу коэффициенті 1-ден үлкен болуы мүмкін.
10. Жүйенің толық импульсі нөл болса, әр дененің импульсі де нөл болуы керек.
Нәтиже: 0 / 10