Физический практикум
Лабораторная установка и метод измерений
жүктеу/скачать 5.36 Mb.
|
| Лабораторная установка и метод измерений
Баллистический маятник представляет собой цилиндрическое тело массой М, подвешенное на длинных нитях (рисунок). Дно цилиндра снабжено указателем, который при отклонении цилиндра после попадания в него снаряда, перемещается вдоль горизонтальной шкалы на расстояние S. Если масса маятника М намного больше массы снаряда m, то инертность маятника велика, следовательно систему «маятник-пуля» можно считать замкнутой и к ней можно применять законы сохранения. Взаимодействие пули с маятником будет неупругим, поэтому закон сохранения импульса запишется так , (3) где V-скорость снаряда до взаимодействия, - скорость системы после взаимодействия. Из уравнения (3) скорость пули равна (4) Рисунок 1 1 – указатель положения маятника, 2 – горизонтальная шкала, 3 – пружинный пистолет, 4 – пуля, 5 – цилиндр баллистического маятника. После взаимодействия цилиндр со снарядом отклоняется на угол , а их центр тяжести поднимается на высоту h (рисунок). В момент максимального отклонения цилиндра, когда его скорость уменьшается до нуля, вся кинетическая энергия переходит в потенциальную (5) Найдем связь между h и S. Из рисунка следует , (6) где l- длина нити. Для малых углов . Тогда (7) примет вид , (7) но , поэтому (8) Подставив (5) и (8) в (4), получим рабочую формулу для расчета скорости снаряда , (9) где v –скорость пули, м/c; m – масса пули, кг; M – масса цилиндра, кг, l –длина нити (указана на установке), Формулы погрешностей: , (10) где ΔS – абсолютная погрешность отклонения цилиндра, tα(n) – коэффициент Стьюдента (берется из таблицы); n – число измерений, <S> - среднее отклонение, Si – величина отдельного отклонения. , (11) где Δm, ΔM, Δl- абсолютные погрешности соответственно пули, цилиндра и нити (указаны на установке); ε – относительная погрешность, которая также равна , (12) где - абсолютная погрешность скорости пули. жүктеу/скачать 5.36 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|