Абсолютно упругий удар.

- скорости шаров до удара,

- скорости шаров после удара,

Запишем уравнения по закону сохранения импульса и закону сохранения энергии.

(9)

(10)

Решая систему этих двух уравнений можно получить следующие формулы для скоростей шаров после удара

(11)

(12)

Рассмотрим частные случаи.

1. Соударение одинаковых шаров, m₁=m₂.

Из формул (11) и (12) получим в этом случае:

То есть, шары при соударении обмениваются скоростями.

Если один из шаров неподвижен, например v₂₀=0, то после удара он будет двигаться со скоростью равной скорости первого шара (и в том же направлении), а первый шар остановится.

2). Удар шара о массивную стенку, m₂>>m₁.

Из формул (11) и (12) получим в этом случае:

,

Скорость стенки остаётся неизменной. Если стена неподвижна, (v₂₀=0), то , то есть, ударившийся о стену шарик отскочит обратно практически с той же скоростью.

На рис.1 представлен вид экспериментальной установки.

Экспериментальная установка представляет собой рельс (1), по которому могут перемещаться почти без трения две тележки (2). Сбоку в тележки вставлены плоские пластины (3) определенной длины (10 см). К торцам тележек могут прикрепляться штекеры (4) разного вида: с резинкой и пластинкой для изучения упругого удара, с иглой и пробкой для изучения неупругого удара. В левом конце рельса укреплена стартовая система (5), с помощью которой можно сообщать скорость левой тележке. Эта стартовая система позволяет выбирать три значения скорости. Рекомендуется использовать вторую позицию. Сбоку к рельсу прикреплены два устройства, называемые световыми барьерами (6). Они состоят из источника света и приемника света. При движении тележки пластинка прикрепленная сбоку к тележке перекрывает луч света на некоторое время, зависящее от скорости тележки. Это время можно измерить и, следовательно, определить скорость тележки. Световые барьеры подсоединены к измерительному прибору (таймеру) (7). На приборе имеется 4 дисплея, на которых высвечивается время прохождения пластинкой светового барьера (для левой и правой тележки и для движения в прямом и обратном направлении). По этому времени можно вычислить скорость любой тележки до и после столкновения.

Выключатель таймера находится на задней стороне прибора. На лицевой стороне прибора имеется кнопка, нажатие на которую обнуляет показания всех дисплеев.

Дата добавления: 2015-10-24