Устройство для изучения механических взаимодействий физических тел: упругих ударов

Предложено устройство (прибор) для изучения механических взаимодействий физических тел, а именно упругих ударов. Прибор состоит из тележки с вертикально расположенным жестким экраном, с которым взаимодействует ударяющее тело. Прибор использовался для изучения влияния отношения масс соударяющихся тел на обмен импульсами между ними при косом упругом ударе. Показано, что в условиях проведенного эксперимента в случае, если масса ударяемого тела превышает массу ударяющего тела не менее чем в 50 раз, импульс ударяемого тела изменяется весьма незначительно. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области экспериментальной механики и является устройством (прибором) для изучения механических взаимодействий физических тел, а именно упругих ударов.

Удар, близкий к абсолютно упругому, можно себе представить, лишь абстрагируясь от тех процессов, которые могут происходить при упругом ударе. На практике эти процессы могут быть мало значимыми по величине и ими можно пренебречь. Например, удар стального шарика о стальную плиту может, по-видимому, считаться абсолютно упругим или близким к таковому.

Упругие удары в том или ином варианте являются предметом изучения многих разделов физики. В классической механике изучению упругих ударов не придают большого значения, считая этот вопрос достаточно ясным. Явно недостаточное внимание уделяется изучению косых упругих ударов. Вместе с тем изучение косых упругих ударов может иметь большое практическое значение. Предметом исследований могут стать различные аспекты этого явления, прежде всего их количественная сторона. Предлагаемое изобретение может использоваться как на Земле, так и в космосе.

Прототипом предлагаемого изобретения может служить описываемое в учебной литературе изучение взаимодействий шарообразных тел (Роуэлл Г. и Роберт С. Физика. М., «Просвещение», 1994, с. 122-128).

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом (фиг. 1).

Краткое списание чертежа.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство (прибор), состоящее из тележки (1), массу которой можно изменять путем размещения на платформе тележки дополнительных грузов (2), оборудованной в торцовой части жестким экраном (3), с которым может взаимодействовать ударяющее тело (4), а также регистрирующим устройством (5), фиксирующим перемещения тележки при ударе, при этом ударяющее тело разгоняется с помощью автономно расположенного наклонного желоба (6) или любого другого устройства, обеспечивающего необходимый эффект. При работе прибора в невесомости может использоваться лишь платформа тележки, прикрепленная к базе летательного аппарата с возможностью продольного перемещения, при этом дополнительные грузы должны быть жестко закреплены на платформе.

Краткое описание работы устройства.

Ударяющее тело разгоняется при движении по наклонному желобу и упруго ударяется под углом, например 45°, об экран, вызывая перемещения тележки.

Пример использования предлагаемого изобретения

Устройство (прибор) использовался для изучения влияния отношения масс соударяемых тел на обмен импульсами между ними при косых упругих ударах. Показано, что в условиях проведенного эксперимента в случае, если масса ударяемого тела превышает массу ударяющего тела не менее чем в 50 раз, импульс ударяемого тела изменялся весьма незначительно.

1. Устройство для изучения механических взаимодействий физических тел, а именно упругих ударов, состоящее из тележки, массу которой можно изменять путем размещения на платформе тележки дополнительных грузов, оборудованной в торцовой части жестким экраном, с которым взаимодействует ударяющее тело, а также регистрирующим устройством, фиксирующим перемещения тележки при ударе, при этом ударяющее тело разгоняется с помощью автономно расположенного наклонного желоба.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для сообщения ударяющему телу разгонного импульса могут использоваться любые обеспечивающие необходимый эффект устройства.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в невесомости может использоваться лишь платформа тележки, которая крепится к базе летательного аппарата с возможностью продольного перемещения, а грузы жестко закрепляются на платформе.