Шарлардың серпімді және серпімсіз соқТЫҒысуы. Импульстың сақталу заңЫ
жүктеу/скачать 0,7 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ШАРЛАРДЫҢ СЕРПІМДІ ЖӘНЕ СЕРПІМСІЗ СОҚТЫҒЫСУЫ. ИМПУЛЬСТЫҢ САҚТАЛУ ЗАҢЫ.
- ШАРЛАРДЫҢ СЕРПІМДІ ЖӘНЕ СЕРПІМСІЗ СОҚТЫҒЫСУЫ. ИМПУЛЬСТЫҢ САҚТАЛУ ЗАҢЫ
- Қажетті жабдықтар
- ТЕОРИЯЛЫҚ КІРІСПЕ
|
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ Қ.И.Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық зерттеу университеті Энергетика және машина жасау институты Жалпы физика кафедрасы №3 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС ШАРЛАРДЫҢ СЕРПІМДІ ЖӘНЕ СЕРПІМСІЗ СОҚТЫҒЫСУЫ. ИМПУЛЬСТЫҢ САҚТАЛУ ЗАҢЫ. Зертханалық сабаққа арналған әдістемелік нұсқау Алматы
Жұмыстың мақсаты: импульстің сақталу заңын тексеру, шарлардың тура орталық соққысы үшін энергия шығынының шамасын және қалпына келтіру коэффициентін анықтау. Қажетті жабдықтар: жалпақ жақтау, шарларды ілу құрылғысы, болат шарлар жиынтығы, транспортир, электромагниттік тоқтатқыш, микросекундомер. ТЕОРИЯЛЫҚ КІРІСПЕ Өте аз уақыт аралығында олардың қозғалыс күйін өзгертуге алып келетін, жанасатын денелердің өзара әсерлесуін соққы деп атайды. Соққы техникада дене пішінін өзгерту үшін (темір соғу, штамптау) немесе кедергісі үлкен ортада денелерді қозғалту үшін (шегелерді, қадаларды қағу т.б.) қолданылады. Соққы кезінде өзара әрекеттесу күші туындайды, ол Ньютонның екінші заңына сәйкес, өзара әрекеттесетін денелердің әрбірінің импульсының өзгерісіне алып келеді: = , (1) мұндағы – дене массасы; - дене импульсының векторы. Егер де - соққының орташа күші, ал - соққы уақыты болса, онда импульс өзгерісін келесі түрде көрсетуге болады: . (2) Соққы уақыты секундтың мыңдық және миллиондық үлесін құрауы мүмкін. Денелердің осындай қысқамерзімді өзара әрекеттесу кезінде соншалықты үлкен мөлшердегі күштер пайда болатындықтан, барлық басқа күштердің әсерін ескермеуге болады және де өзара әрекеттесетін денелер жүйесін тұйық (немесе оқшауланған) жүйе деп есептеуге болады. Осындай тұйық жүйеде импульстың және энергияның сақталу заңдары орындалады: , (3) , (4) мұндағы және - -дененің сәйкес кинетикалық және потенциалдық энергиясы. Соққы абсолют серпімсіз және абсолют серпімді болып бөлінеді. Серпімсіз соқтығыс кезінде жүйенің кинетикалық энергиясы толығымен немесе бір бөлігі ішкі энергияға айналады, себебі денелер соқтығысқанда әр түрлі процестер жүреді (пластикалық деформация, үйкеліс, т.б.); соққыдан кейін соқтығысатын денелер бірігіп қозғалады (бірге, бірдей жылдамдықпен). Осындай соққы үшін сақталу заңдары мынадай түрге ие: , (5) , (6) мұндағы және – соқтығысатын денелер массалары; және - шарлардың бастапқы жылдамдықтары; - шарлардың соқтығыстан кейінгі жылдамдығы, - жылуға айналған механикалық энергия мөлшері. (5)-тен, шарлардың соқтығыстан кейінгі жылдамдығын анықтайтын өрнекті аламыз: . (7) Абсолют серпімді соққы кезінде денелердің механикалық энергиясы, энергияның механикалық емес басқа түрлеріне өтпейді. Осы соққы түрі үшін сақталу заңдарының түрлері: , (8) , (9) мұндағы және - денелердің соққыдан кейінгі жылдамдықтары. Бірлесіп (8) және (9) теңдеулерін шеше отырып, денелердің соққыдан кейінгі жылдамдықтарын есептейтін формулаларды аламыз: , (10) . (11) Егер бастапқы жағдайда массасы m2 шар қозғалыссыз болса ( =0), онда (8) теңдеу келесі түрде жазылады: . (10) және(11) теңдеулері де келесі түрге ие болады: , . (12) (12) өрнекті талдайық. Біздің қарастыратын жағдай m1=m2. Бірінші шар соқтығыстан кейін тоқтайды, ал екінші шар болса сол жылдамдықта сол бағытта қозғалады . Шарлар арасында жылдамдықты біріне-бірі беру, яғни жылдамдықпен алмасу орындалады. Бірінші шардан екінші шарға берілетін кинетикалық энергия шамасын (12) арқылы үшін табылатын мәнді қолдана отырып табамыз: , (13) мұндағы – массасы m1 шардың соқтығысқа дейінгі кинетикалық энергиясы; массасы m2 шардың соқтығысқа дейінгі кинетикалық энергиясы. Абсолют серпімсіз соққы кезінде соқтығысатын шарлардың энергиясы толығымен немесе бөлігі ішкі энергияға ауысады; соққыдан кейін соқтығысушы шарлар біртұтас болып, бірге бірдей жылдамдықпен қозғалады. Осындай соққы үшін импульстың сақталу заңы келесі түрге ие: . (14) Серпімсіз соққы кезінде кинетикалық энергия есебінен деформация жұмысы жасалады және энергияның бір бөлігі қоршаған ортаға жылу түрінде таралады. жүктеу/скачать 0,7 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|