Режим тренировки Edu

Баллы скрыты. Решайте по частям: открывайте подсказки и ответ только когда застряли, отмечайте решённое.

При столкновениях пластичных тел (например, шариков из пластилина) происходит неупругий удар – удар, при котором часть кинетической энергии шариков переходит во внутреннюю энергию. В данной задаче предлагается исследовать столкновения именно в случае неупругого удара.

  1. Штатив.
  2. Линейка 40 см.
  3. Пластилин (на одного участника один целый брусок)
  4. Нитки.
  5. Две скрепки.

Соберите установку, показанную на фотографии и на схеме. Линейку удобно закрепить на краю стола. Чтобы уменьшить закручивание нитей каждый шарик удобно подвешивать на двух расходящихся нитях (бифилярный подвес). Длина повеса должна быть не менее 60 см. К нижней части подвеса привяжите скрепку, к которой удобно прикреплять пластилиновые шарики. Для измерения отношения масс шариков можете использовать линейку как рычажные весы.

Рекомендация: удобно изготавливать шарики, массы которых относятся как целые числа: 1:2, 2:1, 3:4 и т.д.

Вам предстоит исследовать столкновения шариков, один из которых изначально неподвижен – желательно, чтобы после столкновения шарики двигались вместе.
Обозначим массу движущегося (ударяющего) шарика , а массу неподвижного - , а их отношение . Начальное отклонение нити от вертикали, измеренное по линейке обозначим , а максимальное отклонение после удара - .

1.1 Рассмотрите неупругий удар при котором один шарик массой покоится, а второй массой налетает на него со скоростью . Покажите, что скорость слипшихся шариков после удара определяется формулой

1.2 Покажите, что отношение количества теплоты, выделившейся при неупругом ударе, к начальной кинетической энергии шарика определяется формулой

1.3 Проанализируйте движение шариков в вашей установке. Покажите, что при малых углах отклонения (а в данной задаче их можно считать малыми, если длина подвеса значительно превышает величины отклонений) потенциальная энергия шарика пропорциональна квадрату отклонения нити и массе шарика

где - постоянный коэффициент, зависящий только от геометрических параметров установки;
а скорость шарика в нижней точке пропорциональна максимальному отклонению

где - постоянный коэффициент, зависящий только от геометрических параметров установки.

2.1 Измерьте зависимости отклонения слипшихся шариков после удара от начального отклонения ударяющего шарика при отношении их масс равных и .
Постройте графики полученных зависимостей.

2.2 На основании полученных экспериментальных данных проверьте, можно ли считать, что отношение скорости шариков после удара к скорости ударяющего шарика является постоянной величиной. Проверьте выполнимость формулы (1) в вашем случае.

3.1 Измерьте зависимость отношения скорости шариков после удара к скорости шарика до удара при неизменном начальном отклонении . Постройте график этой зависимости.

3.2 Постройте график зависимости относительных потерь механической энергии при неупругом ударе от отношения масс шариков. .

3.3 Сравните полученные графики с теоретическими зависимостями. Объясните полученные результаты.
При необходимости внесите корректировки и поправки в ваши расчеты.

УТВЕРЖДЕНО
Заместитель председателя оргкомитета
заключительного этапа Республиканской олимпиады
К.С. Фарино
«___» декабря 2006 года

Республиканская физическая олимпиада 2007 год
(III Этап)
Экспериментальный тур

Э2 Экспериментальная задача 10-2
  1. Скотч.
  2. Пластилин (кусок)
  3. Спичечный коробок
  4. Поролон упаковочный – кусок в форме параллелепипеда 1 см х 3 см х 8см.
    Конструирование …
 Городская3-й этап 2010 10 кл. Сухое трениеРабота. Кинетическая энергияПотенциальная энергия У Р Б П ≈4/5 Э2 Закручивание

Оценка погрешности в данном задании не требуется!
Когда нить маятника, подвешенная в точке натыкается на горизонтальный стержень , то при …

 Городская3-й этап 2019 11 кл. Движение по окружностиЗаконы динамики НьютонаРабота. Кинетическая энергия У Р Б П ≈4/5 Э1 Модуль кручения

Во время теоретического тура Вы решали задачу про опыты О. Кулона. Сейчас вам предстоит проделать работу, которая предшествовала созданию крутильных …

 РеспубликанскаяРесп. 2018 10 кл. Вращательное движение. Момент силыСилы упругости. Закон ГукаДеформации и упругие свойства тел У Р Б П ≈4/5 Т2 Удар и трение

В 9 классе в курсе физики вы изучали две простейших модели удара: абсолютно упругий и абсолютно неупругий. В этом задании вам предстоит рассмотреть …

 Городская3-й этап 2014 10 кл. Ускорение. Равноускоренное движениеВекторные характеристики движенияЗаконы динамики Ньютона У Р Б П ≈4/5 Э1 Магнитное взаимодействие

Оборудование: пластинка магнитная (монетница 7,0x12,5см, можно больших размеров, но не меньших), шайба под гайку (20шт., диаметр – 2,0см с как можно …

 Городская3-й этап 2024 10 кл. Статика: условия равновесияСухое трениеГрафик как физический инструмент: наклон, площадь, пересечение и касательная У Р Б П ≈4/5 Э1 Мыльное трение

Приборы и оборудование: штатив, кусок мыла, секундомер, линейка, доска, резиновая полоса, набор грузов (100, 50, 20, 10 г), влажная салфетка.
Полоску …

 РеспубликанскаяРесп. 2023 11 кл. Равномерное движениеСредняя и мгновенная скоростьЗаконы динамики Ньютона У Р Б П ≈4/5
← Решение