Opis
P1.3.4 Zachowanie pędu liniowego – Leybold
P1.3.4.1 Energia oraz pęd podczas zderzenia sprężystego. Pomiar za pomocą dwóch fotokomórek
P.1.3.4.2 Energia oraz pęd podczas niesprężystego uderzenia – Pomiar za pomocą dwóch fotokomórek
P1.3.4.3 Zasada rakiety: zachowanie pędu oraz reakcja
P1.3.4.4 Trzecie prawo Newtona oraz prawo zderzenia. Rejestracja oraz ocena za pomocą VideoCom
Użycie liniowego toru czyni możliwym uzyskanie lepszych wyników ilościowych podczas weryfikacji zachowania liniowego momentu pędu w doświadczeniu. Szczególnie na liniowym torze powietrznym możliwe jest np. zminimalizowanie „strat” energii podczas zderzeń sprężystych.
W doświadczeniach P1.3.4.1 oraz P1.3.4.2, czasy Dti zasłonięcia dwóch barier świetlnych są mierzone, np. dla dwóch ciał na liniowym torze przed i po zderzeniu sprężystym i niesprężystym. Doświadczenia te badają zderzenia pomiędzy ciałem w uchu a ciałem w spoczynku, jak również zderzenia pomiędzy dwoma ciałami w ruchu. Program analityczny oblicza i, gdy zaznaczono, porównuje prędkości, wartości pędów oraz energie ciał przed i po zderzeniu.
W doświadczeniu P1.3.4.3, siła odrzutu suwaka odrzutowego jest mierzona the dla różnych przekrojów dyszy za pomocą czułego dynamometru w celu zbadania zależności pomiędzy odpychaniem a zachowaniem liniowego momentu pędu.
Jednoliniowa CCD kamera wideo jest zdolna do rejestracji obrazów z prędkością do 160 obrazów na sekundę. Tym razem rozdzielczość jest wystarczająco wysoka do odkrycia rzeczywistego procesu zderzenia (sprężenie i rozciągnięcie sprężyny) pomiędzy dwoma ciałami na torze. Innymi słowami, VideoCom rejestruje położenie s1(t) i s2(t) dwóch ciał, ich prędkości v1(t) i v2(t) jak również ich przyspieszenia a1(t) i a 2(t) nawet podczas zderzenia. Równowaga energii i momentu może być zweryfikowana nie tylko przez i po zderzeniu, lecz także podczas samego zderzenia.
Doświadczenie P1.3.4.4 rejestruje zderzenie sprężyste dwóch ciał o masach m1 i m2. Analiza ukazuje, że pęd liniowy pozostaje stały podczas całego procesu, łącznie z rzeczywistym zderzeniem.
Z drugiej strony, energia kinetyczna osiąga minimum podczas zderzenia, co może być wytłumaczone przez energię sprężystą sprężyny. Doświadczenie to także weryfikuje trzecie prawo Newton‘a w postaci.
Z wykresu drogi w czasie możliwe jest rozpoznanie czasu t0, w którym oba ciała mają tą samą prędkość oraz odległość s2 – s1 pomiędzy ciałami. W czasie t0, wartości przyspieszenia (ich wartości bezwzględne) są największe, gdy sprężyny osiągają maksymalne naprężenie.