CZAS TRWANIA ZDERZENIA KUL

Transkrypt

1 Mechaika, Elektryczść i magetyzm CZAS TRWANIA ZDERZENIA KUL Opis teretyczy d ćwiczeia zamieszczy jest a strie wwwwtcwatedupl w dziale DYDAKTYKA FIZYKA ĆWICZENIA LABORATORYJNE Opis układu pmiarweg Celem ćwiczeia jest wyzaczeie czasu trwaia zderzeia dwóch metalwych kulek raz wyzaczeia parametrów charakteryzujących defrmację kulek pdczas zderzeia Rysuek przedstawia schemat idewy przyrządu pmiarweg d wyzaczaia czasu trwaia zderzeia W czasie zderzeia sprężysteg metalwych kulek przekazywaie eergii dbywa się w czasie T, który mża wyzaczyć wykrzystując w tym celu zjawisk rzładwaia kdesatra Kdesatr jest ładway d apięcia U p zwarciu klucza W Gdy klucz W zstaie rzwarty kdesatr pzstaie aładway, a różicę ptecjałów a jeg kładkach wskazuje wltmierz Przekręceie pkrętła kmutatra K zwalia kulki, które p zderzeiu pwiy pwie zwierać się z elektrmagesami W mmecie zderzeia, kulki stykając się ze sbą pwdują zwarcie kładek kdesatra i kdesatr rzładwuje się pprzez pór R

2 Mechaika, Elektryczść i magetyzm Napięcie między kładkami kdesatra maleje d wartści U d wartści U w czasie trwaia zderzeia T Rys Obwód d pmiaru czasu trwaia zderzeia Z zasilacze, A elektrmagesy 3 Przeprwadzeie pmiarów Sprawdzić zgdść płączeia wszystkich elemetów układu pmiarweg ze schematem przedstawiym a rysuku Zmierzyć dległść H jak dległść d ławy d ajiżej płżeg puktu kuli (ze względu a waruki eksperymetu trud jest ustalić płżeie śrdka kul) 3 Włączyć prąd w bwdzie elektrmagesów i a mieriku zasilacza ustawić wartść atężeia płyąceg prądu w bwdzie elektrmagesów a A 4 Odchylić kule tak, aby w płżeiu dchylym utrzymywał je elektrmages 5 Zmierzyć dległść H jak dległść d ławy d ajiższeg puktu kuli dla kul dchylych i przytrzymywaych przez elektrmages Samdzielie szacwać iepewść maksymalą wyzaczeia H 6 Włączyć drugi zasilacz w bwdzie kdesatra i przyciskając klucz telegraficzy W aładwać kdesatr d apięcia kł U = V Odczytać apięcie ze wskazań wltmierza 7 Naciskając przycisk przerwać a chwilę bwód elektrmagesów i zwlić kule P ich zderzeiu za pmcą przycisku pwie zewrzeć bwód elektrmagesów, kule pwiy pzstać w płżeiu dchylym

3 Mechaika, Elektryczść i magetyzm 8 Odczytać a wltmierzu apięcie między kładkami kdesatra U p jeg częściwym rzładwaiu 9 Pwtórzyć pmiar z puktu 7 jak pmiar apięcia pwtóreg rzładwaia kdesatra U Pmiary wartści apięć a kdesatrze ależy pwtórzyć miimum piętastkrtie Uwaga: Odczyt apięć raz twieraie i zamykaie bwdu elektrmagesów ależy wykywać a tyle szybk, aby ie astępwał zauważale rzładwaie kdesatra przez pwietrze 4 Opracwaie wyików pmiarów Wyzaczaie średiej zmiay wyskści kul przy zderzeiu i jej iepewści Z pjedyczeg pmiaru bliczyć dległść H H H Przeliczyć iepewść maksymalą pmiaru wyskści a iepewść stadardwą H u( H ) 3 3 Wyzaczyć iepewść stadardwą względą u( H ) u r ( H ) H Wyzaczaie średieg apięcia przed i p zderzeiu raz ich iepewści 4 Obliczyć wartść średią apięcia ładwaia U U i i 5 Obliczyć iepewść stadardwą serii pmiarów uu U i U i U 6 Obliczyć wartść średią apięcia rzładwaia pierwteg U U i i 7 Obliczyć iepewść stadardwą serii pmiarów uu i U U U i 8 Obliczyć wartść średią apięcia rzładwaia wtóreg U U i 9 Obliczyć iepewść stadardwą serii pmiarów uu i i U U U i

4 Mechaika, Elektryczść i magetyzm Wyzaczaie średieg czasu zderzeia sprężysteg kul raz jeg iepewści Aalgicze bliczeia przeprwadzić dla zderzeia wtóreg pdstawiając U za U raz U za U U Obliczyć średi czas zderzeia sprężysteg kul T R C l U Obliczyć iepewść stadardwą złżą U U u ( ) l ( ) l ( ) ( ) ( ) c T C u R R u C RC u U RC u U U U U U Obliczyć iepewść stadardwą złżą względą uc ( T ) uc, r ( T ) T Wyzaczaie mdułu Yuga stali i jeg iepewści Aalgicze bliczeia przeprwadzić dla zderzeia wtóreg mgh g H T 3 Wyzaczyć mduł Yuga stali E,389 uwzględiając, że h, r Rk h, rh,5,5,5 g 9,8 m s Wtedy E 73,49 m Rk H T Pa, gdy wszystkie wielkści wyraże są w jedstkach pdstawwych SI 4 Wyzaczyć iepewść stadardwą złżą względą u c, r u( m) u( R ) k u( H ) u( T ) ( E),5,5 m Rk H T 5 Wyzaczyć iepewść stadardwą złżą u E) u ( E) E c( c, r 6 Wyzaczyć iepewść rzszerzą U ( E) u ( E) c 5 Pdsumwaie Zgdie z regułami prezetacji wyików zestawić wyzacze parametry E, uc E, uc, r E, U E raz wartścią diesieia E teria, T, uc T, uc, r T, U T raz wartścią diesieia T T max Tmi, dla zderzeia pierwteg i wtóreg Przeaalizwać uzyskae rezultaty: a) która z iepewści wsi ajwiększy wkład d iepewści złżej E b) czy spełia jest relacja u c, r E,, c) czy spełia jest relacja E U E, E teria u c,

5 d) która z iepewści wsi ajwiększy wkład d iepewści złżej u c T, e) czy spełia jest relacja T u c, r,, f) czy spełia jest relacja T T U T mi max, pd kątem występwaia i przyczy błędów grubych, systematyczych i przypadkwych Mechaika, Elektryczść i magetyzm 3 Wiski z aalizy rezultatów a) Wyciągąć wiski pd kątem występwaia błędów grubych, systematyczych i przypadkwych i ich przyczy b) Czy wyzaczaie pszukiwaych wielkści ze zderzeia pierwteg i wtóreg jest rówie dkłade? Zaprpwać działaia zmierzające d pdiesieia dkładści wykywaych pmiarów c) Wyjaśić czy cele ćwiczeia zstały siągięte 6 Przykładwe pytaia Zamieszcze są a strie wwwwtcwatedupl w dziale DYDAKTYKA FIZYKA ĆWICZENIA LABORATORYJNE ************************* Zadaia ddatkwe d wyzaczeia i aalizy: Przeprwadzić i pracwać pmiary dla różych wartści apięcia ładwaia p kł V, V, V tylk dla zderzeia pierwteg Przeprwadzić i pracwać pmiary dla różych wartści apięcia ładwaia p kł V, V, V tylk dla zderzeia wtóreg

6 Mechaika, Elektryczść i magetyzm Zespół w składzie cele ćwiczeia: wyzaczyć czas zderzeia sprężysteg kul stalwych, wyzaczyć wartść mdułu Yuga stali, sprawdzić jak zależą wyzaczae wielkści dla zderzeia pierwteg i wtóreg 3 Wartści teretycze wielkści wyzaczaych lub kreślaych mdułu Yuga stali 3 Parametry stawiska (wartści i iepewści), które ależy ptwierdzić a stawisku: pjemść kdesatra C 3, F, uc, F wartść rezystacji R, ur, prmieie kul R,64 mm, ur, mm k k masa każdej z kul m 99, g, um, g 33 Pmiary i uwagi d ich wykaia Odległść d pzimu d kuli wiszącej swbdie H, iepewść maks Odległść d pzimu d kuli przy elektrmagesie H iepewść maks Niepewść maksymala pmiaru apięcia Kartę Pmiarów prszę drukwać dwustrie

7 Mechaika, Elektryczść i magetyzm Pmiar Napięcie ładwaia kdesatra U [ ] Napięcie U rzładwaia kdesatra [ ] Napięcie U pwtóreg rzładwaia kdesatra [ ] Data i pdpis sby prwadzącej