А 11 «Механика және молекулалық физика» бөлімінен лабораториялық жұмыстар орындауға арналған әдістемелік нұсқау. Қызылорда. ҚМУ, 2007ж
жүктеу/скачать 2,13 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Лабораториялық жұмыс №1.6. Соққы кезіндегі импульстің және энергияның сақталу заңдарын оқып-зерттеу Жұмыстың мақсаты
- Құрал-жабдықтар
| Бақылау сұрақтары
Тербелiстiң амплитудасын, фазасын, бастапқы фазасын, периодын және циклдiк жиiлiгiнiң анықтамасын беріңдер. Күш моментiнiң, бұрыштық жылдамдықтың, бұрыштық үдеудiң анықтамасын беріңдер және векторлардың бағыттарын көрсетіңдер. Гармониялық деп қандай тербелiстi айтамыз? Штейнер теоремасын тұжырымдаңдар және дәлелдеңдер -дiң –ге қатынасын аралығында таңдап алынуын түсiндiрiңдер. Лабораториялық жұмыс №1.6. Соққы кезіндегі импульстің және энергияның сақталу заңдарын оқып-зерттеу Жұмыстың мақсаты: Жіптерге ілінген шарлардың соққысы құбылысымен танысу. Шарлардың серпімді және серпімсіз соққылары үшін жылдамдық пен энергияның қалпына келу коэффициенттерін анықтау және осы жағдайлар үшін импульстің сақталу заңын тексеру. Құрал-жабдықтар: өлшеулер жүргізетін қондырғы, шарлар жинағы, пресс-форма, техникалық таразы. Қысқаша теория Соққы деп, денеге қысқа уақыт әсер еткен сыртқы күштің осы дене жылдамдығын мәнді түрде өзгертуінен пайда болатын құбылыстар жиынтығы айтылады. Іс жүзінде соққы секундтың мыңдаған немесе тіпті миллиондаған үлесінде болып өтеді. Соққы кезінде дененің механикалық өзара әсерінің өлшемі ретінде соққы күшінің қызметін уақыт ішіндегі импульс атқарады, яғни , мұндағы - соққының орташа күші, - соққы уақыты. Егер соққы уақыты аралығындағы қозғалыс мөлшері мәніне өзгеретін болса, онда динамиканың екінші заңы (1) Соққы уақытын өлшеу арқылы (1) өрнектен соққы кезіндегі орташа күшті табуға болады. Соққы кезіндегі механикалық энергияның шашырауы - жылдамдықтың қалпына келу коэффициентін немесе - энергияның қалпына келу коэффициентін сипаттайды. Жылдамдықтың қалпына келу коэффициенті денелердің соққыдан кейінгі ауырлық центрлерінің өзара қашықтағандағы жылдамдығы модулінің соққыға дейінгі бір-біріне жақындағандағы жылдамдығы модулінің қатынасы арқылы анықталады. Денелер беттерінің түйісу нүктесінен тұрғызылған ортақ нормаль проекциясы соққы сызығы деп аталады (1 сурет), А, В - әсерлесу нүктесі, О1, О2 – денелердің ауырлық центрлері. (2) мұндағы және - бірінші және екінші дененің соққыға дейінгі жылдамдықтарының соққы сызығына проекциясы; және - осы денелердің соққыдан кейінгі жылдамдықтарының соққы сызығына проекциясы. 1 сурет. Энергияны қалпына келтіру коэффициенті санақ жүйесіне тәуелді. Ол денелердің соққыдан кейінгі кинетикалық энергиясы қосындысының соққыға дейінгі кинетикалық энергиясы қосындысына қатынасы арқылы анықталады: (3) және бір-бірімен өзара байланысты. Қалпына келу шамаларының мәндері соқтығысатын денелер материалдарының физикалық қасиеттеріне, олардың формасына, сондай-ақ соқтығысатын денелердің массаларына тікелей тәуелді. Абсолют серпімді соққы үшін , ал абсолют серпімсіз соққы үшін , реал жағдайда . Берілген жұмыста біреуі тыныштықта тұратын маятник түріндегі жіпке ілінген шарлардың соққылары қарастырылды. Соққы денелердің теп-теңдігі жағдайында жүзеге асады және орталықтанған, тура соққы болып табылады. Бұл өз кезегінде денелердің ауырлық центрлерінің соққы кезінде бір соққы сызығының бойында жататынын көрсетеді, ал олардың салыстырмалы жылдамдықтары соққы сызығына параллель. Соқтығысқан шарлар үшін импульстің сақталу заңын қолдану арқылы келесі өрнектерді жазуға болады: Серпімді соққы үшін (4а) абсолют серпімсіз соққы үшін (4б) мұндағы , - соқтығысатын шарлардың массалары; , - шарлардың серпімді соққыдан кейінгі жылдамдықтары; - шарлардың абсолют серпімсіз соққыдан кейінгі ортақ жылдамдықтары. Бұл жұмыста тура орталықтанған соққы кезінде денелердің беттерінен тұрғызылған ортақ нормалға түсірілген жылдамдықтардың проекциялары сәйкес жылдамдықтардың мәндеріне тең: және т.б. Сондықтан жылдамдықтың қалпына келу коэффициентін анықтауға арналған (2) өрнек қайта жазылады: (5) Берілген жұмыста серпімді (4а) және абсолют серпімсіз (4 б) соққылар кезіндегі қозғалыс мөлшері сақталу заңының өрнегі тексеріледі және (5) мен (3) қалпына келу коэффициенттері анықталады. Бұл тапсырмаларды орындау үшін денелердің соқтығысқанға дейінгі және соқтығысқаннан кейінгі жылдамдықтарының мәндерін білу қажет. Шарлардың соқтығысуға дейінгі және одан кейінгі жылдамдықтарын денелердің соқтығысқанға дейінгі қозғалысты бастаған мезетіндегі биіктігін және соқтығысқаннан кейінгі көтерілу биіктігін білу арқылы анықтауға болады. Кедергі күшін жеңуге жұмсалатын энергияны ескермегендегі энергияның сақталу заңы негізінде келесі теңдеулерді аламыз: Түсіп бара жатқан шар үшін ; көтерілетін шар үшін ; мұндағы - бірінші шардың соққыға дейінгі жылдамдығы, және - шарлардың соққыдан кейінгі жылдамдықтары, - бірінші шардың лақтырылу уақыты, және - шарлардың соққыдан кейінгі көтерілу биіктері. Қондырғыда соққыдан кейінгі шарлардың ыршу және лақтырылу бұрыштары тікелей өлшенетін болғандықтан, шарлардың жылдамдығы келесі қатынаспен анықталады ; ; (6) мұндағы - шарлардың іліну нүктесі мен ауырлық центрлері арасындағы арақашықтық, - лақтырылу бұрышы, және - бірінші және екінші шардың ыршу бұрыштары. жүктеу/скачать 2,13 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|