Impulsi jäävuse uurimine (0)

PASCO scientific 1 P16: Impulsi jäävuse uurimine I
Science Workshop
Katse P16:
Impulsi jäävuse uurimine I
SW lnterfeis: 700
Windows ® fail: c:\sciwkshp\library\ physics \p16_con1.sws
Töövahendid
Science
WorkshopTM
interfeis,
kaks
statiivi,
kaks
liikumissensorit
( Motion
Sensor),
kaks
2
vankrikest, 2,2 m pikkune relss, kaal ja kaaluvihid.
Eesmärk
Laboratoorse
töö
eesmärgiks
on
uurida
impulsi
jäävuse
seadust
kahe
vankrikese
abil.
(lmpulsi
2
jäävuse seaduse eksperimentaalne kontroll.)
TEOORIA
Keha
impulss
on
keha
massi
ja
kiiruse
korrutis.
Kuivörd
kiirus
on
vektoriaalne
suurus
(tal
on alati suund), siis on ka impulss vektoriaalne suurus. Suletud süsteemi kuuluvate kehade süsteemi impulss
on
jääv
suurus
— süsteemi
kuuluvate
kehade
impulsside
vektoriaalne
summa
on kehadevahelise
kokkupörke
käigus
konstantne.
See
kehtib
vaid
juhul,
kui
süsteemile
ei
möju höördejöud
vöi
(öhu)
takistusjöud.
Kahest
kehast
koosneva
suletud
süsteemi
korral
vöime kirjutada:
p1
+ p2
= p’1 + p’ 2 , (1)
kus
p1 = m1v1
on
esimese
keha
impulss
enne
pörget,
ml
on
esimese
keha
mass,
v1
esimese
keha
kiirus enne pörget,
p2 = m2 v2 on teise keha impulss enne pörget,
p’1 =
1 1 on esimese keha
2
impulss pärast pörget ning p ’ =
2 2 on teise keha impulss pärast pörget.
Kahe keha absoluutselt elastse pörke puhul vöime kirjutada
m1v1 + m2 v2 = m1u1 + m2 u2 , (2)
Eeldame, et kehad liiguvad samas suunas, st nii v1 kui ka v2 on positiivsed. Siis saame valemist (2)
m1v1 +
m2 v2
m1u1
m2 u2 , (3)
Kasutades nüüd energia jäävuse seadust
2
2
mv1
2
+ mv2
2
= mu1
2
+ mu2 , (4)
2
oleme saanud vörrandisüsteemi kiiruste ul ja u2 leidmiseks. Siit saame
1
2
u = 2m2 v2 + (m1 — m2 )v1 ,
m1 + m2
u = 2m1v1 + (m2 — m1 )v2
m1 + m2
(5)
Juhul, kui kehade algkiirused on vastasuunalised, vöime valida näiteks esimese keha algkiiruse positiivse, siis tuleb vördustes (5) v2 ees muuta märk vastupidiseks (tuleb miinusmärk ette panna).
Töö käik
Antud töös möödame liikumissensoriga kahe vankrikese positsiooni ja kiiruse elastse kokkupörke kestel (natuke enne, kokkupörke ajal ja natuke pärast kokkupörget). Programm Science Workshop arvutab mölema käru asendi igal diskreetsel ajahetkel ning joonistab liikumist iseloomustava graafiku — kuidas muutub vankrikeste asend aja jooksul. Graafikutelt vöime leida vankrite kiirused enne ja pärast pörget ( Linear Fit). Leides vankrikeste massid , vöime arvutada mölema vankri impulsid enne ja pärast pörget.
I OSA: Arvuti seadistamine ja töö ettevalmistamine
1. Uhenda Science Workshop interfeis arvutiga, lülita sisse interfeis ja lülita sisse ka arvuti.
Esimese liikumissensori pistikud ühendage interfeisi digitaalpesadesse 1 ja 2 ( Digital Channels l and 2), kollane pistik esimesse sisendisse. Teise liikumissensori pistikud ühendage interfeisi digitaalsisenditesse 3 ja 4 (kollane pistik sisendisse 3). Avage Science Workshop‘i fail p16_con1.sws.