Лабораторная работа №4
Изучение закона сохранения импульса
На модельной системе пушка-снаряд
Группа: ___________________________
Студент: __________________________
Преподаватель: _____________________
К работе допущен: ________________________
Работу выполнил: ________________________
Дата выполнения работы: __________________
Работу сдал: _____________________________
Москва 2012
Цель работы – определение скорости снаряда и пушки после выстрела, проверка выполнения закона сохранения импульса на модельной установке.
Схема экспериментальной установки
Используемая в лабораторной работе установка представляет собой пружинную пушку, скрепленную с тележкой 1, которая может легко с малым трением скользить по направляющему рельсу 2, расположенному горизонтально. Рельс 2 жестко связан с опорным основанием 3, которое устанавливается на лабораторном столе. В ствольной части пушки по оси ствола закреплен цилиндрический стержень, на котором размещаются пружина и снаряд. В начальном положении снаряд и пушка со сжатой пружиной удерживаются с помощью электромагнита 5, питание которого обеспечивается источником тока 6.
Запуск установки (выстрел) производится отключением питания обмотки электромагнита тумблером 7, расположенном на передней панели источника тока. При этом сжатая в стволе пушки пружина распрямляется и система пушка—снаряд приходит в движение. Таким образом, посредством пружины происходит взаимодействие тел системы между собой. Датчики, размещенные на рамке 8 на фиксированном малом расстоянии l друг от друга, отсекатель сигнала 9, установленный на тележке и миллисекундомер 10 с цифровой индикацией времени предназначены для измерения малого времени 
, за которое пушка проходит это расстояние. Датчики размещены таким образом, чтобы счет времени начинался сразу после полного распрямления пружины. Для ограничения движения тележки по направляющим предусмотрен пружинный захват 11. Снаряд после выстрела движется с высоты h относительно приемной площади, описывая параболическую траекторию. При этом дальность полета снаряда L определяется по линейной шкале 12, закрепленной на приемной площадке. Ловушка 13 предназначена для гашения скорости снаряда после его падения на площадку. Опорные винты 14 служат для обеспечения горизонтальности направляющего рельса 2.
|
|
Схема экспериментальной установки
Расчетные формулы
1. Среднее арифметическое значение времени 
и длины полета снаряда 
:
2. Случайные погрешности измерения времени 
и длины полета снаряда 
:
где 
- коэффициент Стьюдента
n – число измерений
3. Полная абсолютная погрешность измерения времени и длины полета снаряда:
4. Скорость пушки 
и снаряда 
:
5. Относительная погрешность косвенного измерения импульса пушки и снаряда:
Результаты измерений
Табл. 1
Спецификация измерительных приборов
| № п/п | Наименование прибора | Предел измерений | Цена деления | Приборная погрешность |
| Миллисекундомер | ||||
| Линейка |
Данные установки:
Масса пушки 
Масса снаряда 
Высота 
Расстояние 
Табл. 2
Результаты измерений и 
| № опыта | , с
| , см
|
| Среднее |
|
|
Обработка результатов измерений
1. Средние арифметические значения и :
2. Скорость пушки и снаряда:
3. Модули импульсов пушки и снаряда сразу после выстрела:
4. Случайные погрешности измерения времени и длины полета снаряда :
5. Полная абсолютная погрешность измерения времени и длины полета снаряда:
7. Результат прямых измерений и 
в стандартной форме:
6.. Относительная погрешность косвенного измерения импульса пушки и снаряда:
7. Абсолютная погрешность косвенного измерения импульса пушки и снаряда:
8.Окончательный результат измерения импульса пушки и снаряда в стандартной форме:
