785 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра физики и биомедицинской техники ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ МОМЕНТА ИМПУЛЬСА С ПРИМЕНЕНИЕМ КРУТИЛЬНОГО БАЛЛИСТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторной работе № 8а по дисциплине «Физика» Составители: К.И.Еретнов, С.Е.Строковская, Г.С.Строковский, А.П.Кащенко, В.А.Корчагина Липецк Липецкий государственный технический университет 2012 УДК 531.6(07) Рецензент – Ю.В. Грызов И-395 ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ МОМЕНТА ИМПУЛЬСА С ПРИМЕНЕНИЕМ КРУТИЛЬНОГО БАЛЛИСТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА [Текст] : методические указания к лабораторной работе № 8а по дисциплине «Физика»/сост. <...> В методических указаниях представлена лабораторная работа по изучению крутильных колебаний и использованию косвенного метода определения момента инерции. <...> ©ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет», 2012 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8А ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ МОМЕНТА ИМПУЛЬСА С ПРИМЕНЕНИЕМ КРУТИЛЬНОГО БАЛЛИСТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение движения крутильного маятника под действием короткого импульса внешней силы и измерение скорости «пули». <...> ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Примером применения законов сохранения импульса, момента импульса и энергии при решении физических задач является упругое и неупругое соударение двух или более тел. <...> УДАР – столкновение двух или более тел, при котором взаимодействие длится очень короткое время. <...> АБСОЛЮТНО УПРУГИЙ УДАР – столкновение тел, при котором во взаимодействующих телах не остается никаких деформаций и вся кинетическая энергия, которой обладали тела до удара, снова превращается в кинетическую энергию. <...> АБСОЛЮТНО НЕУПРУГИЙ УДАР – столкновение тел, при котором тела объединяются, двигаясь в дальнейшем как единое целое. <...> Абсолютно неупругий <...>
Изучение_закона_сохранения_момента_импульса_c_применением_крутильного_баллистического_маятника.pdf
785
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра физики и биомедицинской техники
ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ МОМЕНТА
ИМПУЛЬСА С ПРИМЕНЕНИЕМ
КРУТИЛЬНОГО БАЛЛИСТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторной работе № 8а
по дисциплине «Физика»
Составители: К.И.Еретнов, С.Е.Строковская, Г.С.Строковский, А.П.Кащенко,
В.А.Корчагина
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2012
Стр.1
УДК 531.6(07)
Рецензент – Ю.В. Грызов
И-395 ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ МОМЕНТА ИМПУЛЬСА
С ПРИМЕНЕНИЕМ КРУТИЛЬНОГО БАЛЛИСТИЧЕСКОГО
МАЯТНИКА [Текст] : методические указания к лабораторной работе
№ 8а по дисциплине «Физика»/сост.: К.И.Еретнов, С.Е.Строковская,
Г.С.Строковский, А.П.Кащенко, В.А.Корчагина. – Липецк: Изд-во
ЛГТУ, 2012. - 16 с.
Предназначены для студентов 1-го курса всех технических
направлений.
В методических указаниях представлена лабораторная работа по
изучению крутильных колебаний и использованию косвенного метода
определения момента инерции.
Табл. 2. Ил. 2. Библиогр.: 2 назв.
©ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный
технический университет», 2012
Стр.2
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8А
ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ МОМЕНТА ИМПУЛЬСА
С ПРИМЕНЕНИЕМ КРУТИЛЬНОГО БАЛЛИСТИЧЕСКОГО
МАЯТНИКА
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение движения крутильного маятника под
действием короткого импульса внешней силы и измерение скорости
«пули».
ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: экспериментальная
набор «пуль», технические весы.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Примером применения законов сохранения импульса, момента
импульса и энергии при решении физических задач является упругое и
неупругое соударение двух или более тел.
УДАР – столкновение двух или более тел, при котором взаимодействие
длится очень короткое время.
АБСОЛЮТНО УПРУГИЙ УДАР – столкновение тел, при котором во
взаимодействующих телах не остается никаких деформаций и вся
кинетическая энергия, которой обладали тела до удара, снова превращается в
кинетическую энергию.
АБСОЛЮТНО НЕУПРУГИЙ УДАР – столкновение тел, при котором тела
объединяются, двигаясь в дальнейшем как единое целое.
Абсолютно неупругий удар является примером потери механической энергии
системы в результате действия диссипативных сил.
ДИССИПАТИВНЫЕ СИЛЫ – силы, приводящие к уменьшению
механической энергии системы (например, сила трения).
установка,
Стр.3
ДИССИПАЦИЯ ЭНЕРГИИ – процесс постепенного уменьшения энергии
замкнутой механической системы под действием диссипативных сил.
Система, механическая
энергия которой непрерывно уменьшается с
течением времени, называется диссипативной.
ИМПУЛЬС ТЕЛА – векторная физическая величина, равная произведению
массы тела на его скорость:
P mv .
МОМЕНТ СИЛЫ (относительно неподвижной точки О) – физическая
величина, определяемая векторным произведением радиуса-вектора r ,
проводимого из точки О в точку приложения силы F , на эту силу:
M r F
.
МОДУЛЬ МОМЕНТА СИЛЫ
M Frsin
где
Fl,
- угол между векторами r и F ;
rsin - плечо силы – кратчайшее расстояние
между линией действия силы и точкой
приложения силы.
МОМЕНТ ИНЕРЦИИ (относительно неподвижной оси) – скалярная
физическая величина, являющаяся мерой инертности тела во вращательном
движении. Момент инерции определяется массой тела и ее распределением
относительно оси вращения.
Для материальной точки
I mr
2
,
где m - масса точки; r – расстояние от точки до оси вращения.
Для твердого тела
I 2
mri i
,
Стр.4
где mi - масса i-го элемента массы; ri - расстояние i-го элемента массы от
оси вращения.
МОМЕНТ ИМПУЛЬСА (относительно неподвижной точки О) –
физическая величина, определяемая векторным
произведением радиуса-вектора r , проведенного
из точки О в точку А, на вектор импульса p :
L r p r mv
.
МОДУЛЬ МОМЕНТА ИМПУЛЬСА
L r p
sin
где
mv r sin
- угол между векторами r и p .
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МОМЕНТА ИМПУЛЬСА: момент импульса
замкнутой системы сохраняется, то есть не меняется с течением времени
L = const .
ЭНЕРГИЯ – универсальная количественная мера движения и
взаимодействия всех видов материи.
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ – энергия движения и взаимодействия.
ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ – механическая энергия системы тел,
определяемая их взаимным расположением и характером взаимодействия
между ними.
КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ тела, движущегося со скоростью v , определяется
работой, которую надо совершить, чтобы сообщить телу эту скорость.
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ: полная
механическая энергия системы тел остается неизменной при любых
движениях тел системы, если в системе не действуют неконсервативные
силы.
pl ,
Стр.5