Реферат Курсовая Конспект
ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ - Лабораторная Работа, раздел Механика, ГЛАВА II. МЕХАНИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ ...
|
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.
При почти свободном падении с высоты Н груз приобретает скорость v1, которую находим по кинематической формуле
, (8)
учитывая начальную скорость v0 = 0.
Для абсолютно неупругого кратковременного удара груза и сваи можно приближенно применить закон сохранения импульса (6) и найти общую скорость груза и сваи после удара. Так как до удара свая покоилась (v2 = 0), а скорость груза равна v1, то скорость u после удара равна
. (9)
При ударе между грузом и сваей возникают ударные силы , являющиеся внутренними силами в системе "груз-свая". Для этой системы сила тяжести является внешней силой. Проекция векторного уравнения (3) на ось координат У, направленную вертикально вверх, имеет вид .
Отсюда
. (10)
Подставляя (9) и (8) в формулу (10), получим
. (11)
Так как время удара Dt » 2×10-4 с очень мало, то внутренняя сила f, действующая на груз, много больше внешней силы тяжести . Поэтому можно пренебречь импульсом внешней силы во время удара и суммарный импульс груза и сваи при кратковременном абсолютно неупругом ударе приближенно сохраняется.
Учитывая, что до удара свая покоилась (v2 = 0), полная механическая энергия системы "груз-свая" согласно формуле (7) уменьшается на величину
. (12)
Если эту величину необратимых потерь механической энергии поделить на начальную энергию падающего груза, то получим долю необратимых потерь механической энергии
. (13)
Поделив числитель и знаменатель формулы (13) на m2, получим
. (13¢)
Из формулы (13¢) видно, что доля необратимых потерь энергии при ударе груза и сваи уменьшается с увеличением отношения .
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.
Расстояния Н1, h1, h2 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)
Работа усредненной силы трения , 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)
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Лабораторная работа... ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ НА МАШИНЕ АТВУДА...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов