Механика. Афанасьев А.Д. - 78 стр.

                                         ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ


                                         Лабораторная работа 1-7


                                       УПРУГИЕ СТОЛКНОВЕНИЯ

            Цель работы: Исследовать упругий центральный удар шаров.
            Задача работы: Измерять коэффициент восстановления при соударении
                шаров. Экспериментально проверить закон сохранения импульса.


                                                     Теория
                 Общие сведения о столкновении. В природе часто наблюдаются явления
            взаимодействия материальных тел. Например, соприкосновение бильярдных
            шаров, взаимодействие макроскопических тел – комета и Солнце,
            микроскопических – протон и ядро и т. д. О таком взаимодействии говорят
            как об их столкновении, хотя непосредственно соприкосновения может и не
            произойти. Понятие столкновения можно определить следующим образом:
                 Столкновением называется взаимодействие двух или большего числа
            материальных тел или частиц, которое происходит в относительно малой
            области пространства в течение относительно малого промежутка времени.
            Вне этой области пространства и вне этого промежутка времени можно
            говорить о начальных состояниях тел или частиц и об их конечных
            состояниях после взаимодействия как состояниях, в которых они не
            взаимодействуют.
                 В механике тела и частицы, участвующие в столкновении,
            характеризуются импульсами, моментами импульсов и энергиями, а сам
            процесс сводится к изменению этих величин. В процессе взаимодействия
            частицы обмениваются энергией и импульсом. В результате взаимодействия
            в общем случае могут образоваться новые частицы и исчезнуть некоторые из
            частиц, существовавших до столкновения. В этом случае происходит замена
            носителей энергии и импульса.
                 Процессы столкновения являются чрезвычайно сложными. Например, в
            простейшем случае столкновения двух бильярдных шаров происходит их
            деформация. В результате часть кинетической энергии переходит в
            потенциальную энергию деформации. Затем энергия упругой деформации
            опять превращается в кинетическую, но не полностью – часть энергии
            превращается во внутреннюю, шары при этом нагреваются. Вследствие того,
            что поверхности шаров не являются абсолютно гладкими, между ними
            возникают силы трения. Эти силы, с одной стороны, также приводят к
            превращению части энергии во внутреннюю энергию, а с другой – вызывают

                                                       78
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com