Упругие и неупругие столкновения - Физика и энергетика лабораторная работа

Главная

Физика и энергетика
Упругие и неупругие столкновения

Исследование механизма упругих и неупругих столкновений, изучение законов сохранения импульса и энергии. Расчет кинетической энергии при абсолютно неупругом ударе и описание механизма её превращения во внутреннюю энергию, параметры сохранения импульса.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

удар столкновение импульс кинетическая энергия
Цель работы - получить представление об упругих и неупругих столкновениях, изучить законы сохранения импульса и энергии.
Столкновение (удар, соударение) - модель взаимодействия двух тел, длительность которого равна нулю (мгновенное событие). Применяется для описания реальных взаимодействий, длительностью которых можно пренебречь в условиях данной задачи.
Существуют два предельных вида удара:
Абсолютно упругим называется такой удар, после которого форма и размеры тел восстанавливаются полностью до состояния, предшествующего столкновению. При этом ударе механическая энергия тел не переходит в другие, немеханические виды энергии.
При таком ударе кинетическая энергия соударяющихся тел переходит вначале в потенциальную энергию упругой деформации. Затем тела возвращаются к первоначальной форме, отталкивая друг друга. В итоге потенциальная энергия упругой деформации снова переходит в кинетическую энергию, и тела разлетаются со скоростями, величина и направление которых определяется двумя законами - законом сохранения энергии и законом сохранения импульса.
Абсолютно неупругий удар - столкновение двух тел, после которого форма и размеры тел не восстанавливаются.
При этом ударе кинетическая энергия полностью или частично превращается во внутреннюю энергию, приводя к повышению температуры тел. После удара столкнувшиеся тела либо движутся вместе с одинаковой скоростью, либо покоятся. При абсолютно неупругом ударе выполняется лишь закон сохранения импульса.
Проведем теоретическое рассмотрение на примере центрального удара двух шаров.
Удар называется центральным , если шары до удара движутся вдоль прямой, проходящей через их центры.
Будем предполагать, что шары образуют замкнутую систему или что внешние силы, приложенные к шарам, уравновешивают друг друга (квазизамкнутая система).
m 1 , m 2 - массы шаров. - скорости шаров до удара.
- скорость обоих шаров после удара.
Переходя к скалярному выражению получим
Здесь знак (+) соответствует движению тел в одном направлении, а знак (-) - движению тел навстречу друг другу.
Количество механической энергии перешедшей во внутреннюю энергию (тепло) равно разности энергий до и после удара:
Рассмотрим частный случай, когда ударяемое тело (m 2 ) неподвижно (v 20 =0), тогда из формулы (3) следует:
Пусть масса ударяемого тела велика, (m 2 >>m 1 ), тогда из (4) получим:
То есть, в этом случае почти вся кинетическая энергия переходит в тепло (в кузнице наковальня имеет большую массу).
В случае m 2 << m 1 (при забивании гвоздя m 2 молотком m 1 в доску) из формулы (5) получаем:
То есть, скорость молотка почти полностью передается гвоздю. Тогда из формулы (4) получаем, что Q0, то есть, кинетическая энергия молотка переходит в кинетическую энергию системы гвоздь-молоток (которая затем затрачивается на преодоление сопротивления доски).
В случае, когда второе тело неподвижно (v 20 =0) из формул (4) и (5) можно получить следующую зависимость количества тепла Q от отношения масс m 2 /m 1
Запишем уравнения по закону сохранения импульса и закону сохранения энергии.
Решая систему этих двух уравнений можно получить следующие формулы для скоростей шаров после удара
Соударение одинаковых шаров , m 1 =m 2 .
Из формул (11) и (12) получим в этом случае:
То есть, шары при соударении обмениваются скоростями.
Если один из шаров неподвижен, например v 20 =0, то после удара он будет двигаться со скоростью равной скорости первого шара (и в том же направлении), а первый шар остановится.
2). Удар шара о массивную стенку, m 2 >>m 1 .
Из формул (11) и (12) получим в этом случае:
Скорость стенки остаётся неизменной. Если стена неподвижна, (v 20 =0), то , то есть, ударившийся о стену шарик отскочит обратно практически с той же скоростью.
Таблица 1 Изучение упругого столкновения
v 10 и v 1 вычислили по формулам - где =0,1м - длина пластинок, вставленных в тележки.
Таблица 2 Измерения при различных значениях массы тележки
Вывод: При абсолютно упругом ударе кинетическая энергия соударяющихся тел переходит вначале в потенциальную энергию упругой деформации. Затем тела возвращаются к первоначальной форме, отталкивая друг друга. В итоге потенциальная энергия упругой деформации снова переходит в кинетическую энергию, и тела разлетаются со скоростями, величина и направление которых определяется двумя законами - законом сохранения энергии и законом сохранения импульса.
Таблица 4 Изучение неупругого столкновения
так как мы рассматриваем частный случай, когда ударяемое тело (m 2 ) неподвижно (v 20 =0) и масса ударяемого тела велика, (m 2 >>m 1 ), то
Вывод: при абсолютно неупругом ударе кинетическая энергия полностью или частично превращается во внутреннюю энергию, приводя к повышению температуры тел. После удара столкнувшиеся тела либо движутся вместе с одинаковой скоростью, либо покоятся. В данном случае после удара тела движутся вместе. При абсолютно неупругом ударе выполняется только закон сохранения импульса.
Удар абсолютно упругих и неупругих тел. Закон сохранения импульса и сохранения момента импульса. Физический смысл соударения упругих и неупругих тел. Практическое применение физического явления соударения тел. Механический метод разрушения пород. контрольная работа [240,4 K], добавлен 16.09.2013
Сущность понятия "удар"; измерение параметров ударного взаимодействия тел. Применение законов сохранения механической энергии и импульса при столкновении; изменение ударных сил с течением времени. Последовательность механических явлений при ударе. презентация [26,4 K], добавлен 04.08.2014
Понятие механической системы; сохраняющиеся величины. Закон сохранения импульса. Взаимосвязь энергии и работы; влияние консервативной и результирующей силы на кинетическую энергию частицы. Момент импульса материальной точки; закон сохранения энергии. курсовая работа [111,6 K], добавлен 06.12.2014
Анализ механической работы силы над точкой, телом или системой. Характеристика кинетической и потенциальной энергии. Изучение явлений превращения одного вида энергии в другой. Исследование закона сохранения и превращения энергии в механических процессах. презентация [136,8 K], добавлен 25.11.2015
Законы сохранения в механике. Проверка закона сохранения механической энергии с помощью машины Атвуда. Применение закона сохранения энергии для определения коэффициента трения. Законы сохранения импульса и энергии. творческая работа [74,1 K], добавлен 25.07.2007
Изучение законов сохранения импульса и механической энергии на примере ударного взаимодействия двух шаров. Определение средней силы удара, коэффициента восстановления скорости и энергии деформации шаров. Абсолютно упругий, неупругий удар, элементы теории. контрольная работа [69,4 K], добавлен 18.11.2010
Гидроаэромеханика. Законы механики сплошной среды. Закон сохранения импульса. Закон сохранения момента импульса. Закон сохранения энергии. Гидростатика. Равновесие жидкостей и газов. Прогнозирование характеристик течения. Уравнение неразрывности. курсовая работа [56,6 K], добавлен 22.02.2004
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Упругие и неупругие столкновения лабораторная работа. Физика и энергетика.
Эссе О Любви Отечества
Реферат: Chaos Essay Research Paper IntroductionChaos is unpredictable
Реферат по теме Понятие убийства
Отчет Практика Образец Юрист Производственная
Сочинение по теме Финал литературного произведения и его роль в раскрытии авторского замысла
Реферат: Iii суд и смерть 5 IV. Заключение 5
Реферат На Тему Человек Часть Природы
Реферат по теме Конституционные основы гражданского общества
Эссе По Фильму Белый Плен
Реферат На Тему Индуизм – Древнейшая Национальная Религия Индии
Сочинение По Творчеству Лермонтова
Реферат: Методические рекомендации по разработке заданий для школьного и муниципального этапов всероссийской олимпиады школьников по физике в 2010/2022 учебном году Москва 2010
Реферат по теме Архитектуры AppleTalk и ArcNet
Темы Итогового Сочинения По Первому Направлению
Курсовая работа: Проект участка приготовления сахарного сиропа производственной мощностью 1500 тонн в год
Курсовая Работа На Тему Исследование Бизнес-Процесса Продажи Чая
Реферат по теме Общество как философская категория
Реферат: Каспийский улар
Сочинение По Повести О Настоящем Человеке
Короткое Сочинение Про Ломоносова
Механизация лесного хозяйства - Сельское, лесное хозяйство и землепользование курсовая работа
Исследования поведения потребителей - Маркетинг, реклама и торговля курсовая работа
Конвекция в природе и технике - Физика и энергетика презентация