Задание 10-1. Потери энергии.

В данном случае вариаций численных результатов меньше, кроме того, результаты не так очевидны, поэтому приведем результаты наших измерений. Конечно результаты зависят от массы использованного шарика.

1. Коэффициент трения можно измерить с помощью наклонной плоскости, в качестве которой можно использовать линейку, покрытую бумагой. Необходимо измерить угол наклона линейки, при котором начинается скольжение коробка по бумаге. Тогда
   
   По нашим измерениям . Скорее всего этот коэффициент должен лежать в диапазоне .

2. Отношение масс измеряется методом рычага, в качестве которого опять же используется линейка. У нас .

3. результаты измерений зависимости длины пути , проходимым коробком от начальной высоты шарика для столкновения типа В, когда шарик попадет в коробку, приведены в Таблице 1.

Таблица 1.

Для каждой высоты проведено 5 измерений пройденного пути, рассчитано среднее значение.
График полученной зависимости показан на рисунке.
Получена практически линейная зависимость.

Для второго случая, когда шарик ударяет по торцу коробки и отскакивает, получены следующие результаты.

График этой зависимости на следующем рисунке.
Эта зависимость также линейна.

4. Рассчитаем какая доля механической энергии остается. Начальная энергия шарика

Энергия после удара расходуется на преодоление трения, поэтому равна (для случая, когда шарик остается в коробке)

В этом случае доля остающейся энергии равна

Тогда коэффициент потерь равен

С погрешностью порядка 7% (рассчитано по МНК).

В случае удара по торцу (шарик не попадает в коробку):

Тогда коэффициент потерь равен

5. Основные причины потерь: не упругость удара и вращение шарика, на кинетическую энергии которого расходуется часть потенциальной энергии. При попадании шарика в коробку большая часть энергии переходит в тепловую (на деформацию пластилина).