Nepružný ráz Vernier

Pokus číslo: 2034

  • Cíl pokusu

    Ukázat chování vozíků v případě nepružné srážky. Ověřit platnost teoretických vztahů pro dokonale nepružnou srážku.

  • Teorie

    Pro dokonale nepružnou srážku platí zákon zachování hybnosti a lze ho tedy použít. Zákon zachování energie platí samozřejmě také, jen se zde mechanická energie mění i v jiné formy energie. Použitelný vztah pro jednorozměrný případ je tedy \[m_1 v_1 + m_2 v_2= (m_1+m_2)u\tag{1}\] pokud m1, m2 jsou hmotnosti vozíků, v1, v2 jejich počáteční rychlosti a u rychlost výsledná.
  • Pomůcky

    Dráha Vernier, dva vozíky s nástavci pro nepružnou srážku (suché zipy, magnety, případně plastelína, viz obrázek 1), optický snímač polohy vozíků (dále jen snímač), LabQuest.
    Obr. 1: Vozíky vernier s plastelínou

    Obrázek 1

  • Postup

    1. Vyvážíme dráhu a na jeden konec umístíme snímač.
    2. Na vozíky připevníme vhodné nástavce, jedna možnost je na obrázku 1.
    3. Jeden vozík umístíme doprostřed dráhy, druhý ke snímači.
    4. Zapojíme LabQuest na snímač a nastavíme:

      -čas měření 3 s

      -trigger nastavit tak, aby spustil měření potom, co dráha vzroste nad 0,01 m

    5. Vynulujeme „dráhu“ na LabQuestu a spustíme měření.
    6. Vozík u snímače uvedeme do pohybu s poměrně velkou rychlostí.
  • Výsledný záznam

    Na obrázku 2 je vidět průběh pohybu:

    -prudké zrychlení (což je start vozíku)

    -pohyb téměř konstantní rychlostí (vozík jede sám a blíží se ke druhému vozíku, který je nehybný)

    -prudké zpomalení (srážka)

    -dlouhý úsek pozvolného klesání rychlosti (jedou dva spojené vozíky)

    Obr. 2: Záznam nepružné srážky

    Obrázek 2

    Video ukazuje srážku vozíků bez zatížení a poté s jedním vozíkem zatíženým závažím stejné hmotnosti jakou má vozík. Video osahuje i záznamy LabQuestů.
Typ pokusu: kvantitativní
Věková skupina: od střední školy
Potřebné vybavení: vyžaduje specifické pomůcky
Čas přípravy pokusu: 3–10 minut
Čas provedení pokusu: 3–10 minut
Pokus je zachycen na videu
Původní zdroj: http://www.vernier.cz/experimenty/podle-produktu/kod/VDS
×Původní zdroj: http://www.vernier.cz/experimenty/podle-produktu/kod/VDS