Want create site? Find Free WordPress Themes and plugins.

Министерство образования и науки Российской Федерации

высшего профессионального образования

Московский авиационный институт

(национальный исследовательский университет)

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа М2

 

ИЗУЧЕНИЕ АБСОЛЮТНО НЕУПРУГОГО УДАРА

НА МОДЕЛИ КОПРА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А.

Группа: 3ИНТ-2ДБ-034

В.С

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва, 2016

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

 

Изучение абсолютно неупругого удара. Оценка действующих сил и величины необратимых потерь механической энергии при абсолютно неупругом ударе.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ

 

Силы, действующие на тела механической системы, можно разделить на две группы:

действуют тела, не вошедшие в систему;

:

.            (1)

.

, то второй закон Ньютона принимает вид

   (2)

- импульс силы.

. Запишем уравнение (2) для каждого тела системы:

   (3)

   (4)

Складывая уравнения (3) и (4) и учитывая равенство (1), получим

   (5)

то суммарный импульс тел такой системы сохраняется, т.е.

   (6)

:

   

.

можно пренебречь. В этом случае уравнения (3) и (4) принимают вид:

)

)

) с учетом (1), получим уравнение (6), т.е. при кратковременных взаимодействиях даже в неизолированных системах закон сохранения импульса приближенно выполняется.

   

.

Изменение кинетической энергии тел при абсолютно неупругом ударе равно

(7)

= 0.

0, то полная механическая энергия тел убывает, переходя в другие виды энергии.

Удар, при котором полная механическая энергия тел сохраняется, называется абсолютно упругим. Закон сохранения механической энергии можно сформулировать так: полная механическая энергия системы тел сохраняется, если система изолирована и на тела системы не действуют внутренние диссипативные силы (например, силы трения).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

 

В модели копра (см.рис.4) груз 1, падая почти свободно по вертикальной направляющей с некоторой высоты Н, приобретает скорость и совершает абсолютно неупругий удар со сваей 2, которая до удара покоилась.

После удара свая движется в разрезной втулке 3, действующей на сваю силой трения скольжения. Поэтому после удара груз и свая движутся замедленно до полной остановки. Меняя положение гири 5, скользящей по рычагу 4, можно менять силу нормального давления втулки на сваю, а значит, менять силу трения. Рычаг 4 может поворачиваться относительно горизонтальной оси О. Для предварительного закрепления груза 1 на некоторой высоте служит защелка 6, положение которой на нужной высоте фиксируется стопорными винтами. Груз поднимают вверх до соприкосновения с защелкой. Чтобы освободить груз, нужно нажать на ручку 7 защелки. Положение груза и сваи до и после удара определяется с помощью их указателей по вертикальной шкале 8. Экспериментальная установка находится внутри металлического кожуха 9.

, которую находим по кинематической формуле

   (8)

= 0.

после удара равна

   (9)

.

Отсюда

   (10)

Подставляя (9) и (8) в формулу (10), получим

   (11)

. Поэтому можно пренебречь импульсом внешней силы во время удара и суммарный импульс груза и сваи при кратковременном абсолютно неупругом ударе приближенно сохраняется.

   (12)

падающего груза, то получим долю необратимых потерь механической энергии

   (13)

, получим

)

.

При ударе груза и сваи соприкасаются нижняя поверхность груза и верхняя поверхность сваи. В первую очередь нас будет интересовать изменение положения этих поверхностей.

На рис.5 груз 1 до падения и свая 2 в начальном положении показаны пунктиром, а в конечном положении после удара и замедленного движения - сплошной линией.

измеряют по вертикальной линейке 8 (рис.4) и записывают в таблицу 1. На рис.5 видно, что высота падения груза

   (14)

а путь S замедленного движения груза и сваи до остановки

   (15)

, совершаемая при замедленном движении груза и сваи,

   (16)

равна изменению полной механической энергии этих тел

.

Отсюда, с учетом формул (9) и (8), усредненная сила трения равна

или

   (17)

 

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

Таблица 1

0,19743

.

 

, где

 

замедленного движения тел после удара, а по формулам

 

   

 

= 1 г = 0,001 кг.

 

 

 

найдите по формуле:

 

.

 

 

ВНУТРЕННЕЙ СИЛЫ

с.

 

=8,06

 

Т

 

 

МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

 

13. Подставляя формулу (8) в формулу (12), получим расчетную формулу для величины необратимых потерь механической энергии при абсолютно неупругом ударе груза и сваи:

 

Е) этой величины определите с помощью формулы:

 

найдите с помощью формулы:

 

 

Did you find apk for android? You can find new Free Android Games and apps.