碰撞過程產(chǎn)生的沖力具有瞬時和突變的特點,并存在于生產(chǎn)生活各個方面,受到人們關(guān)注。通過基于傳感器的實時動態(tài)數(shù)字采集系統(tǒng)測量兩物體發(fā)生正碰時沖力及物體速度的實時變化,利用動量守恒定理驗證沖力測量的準(zhǔn)確性。以此為基礎(chǔ),測量、比較了同等條件下,不同品牌、不同材質(zhì)外殼的移動電源在碰撞過程受到的最大沖力。實驗證明平均沖力并不能反映最大沖力的大小,在進行外殼設(shè)計時,應(yīng)考慮最大沖力,以優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計。 

【文章來源】：實驗室科學(xué). 2020,23(02)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

圖1 兩物體碰撞示意圖

由圖2發(fā)現(xiàn),小車先沿斜面向下做勻加速直線運動,在2.988s速度變化開始變緩,加速度變小;3.087s后速度銳減,而在3.147～3.186s時間內(nèi)(圖2插入圖的虛線區(qū)域)呈現(xiàn)反向速度增加趨勢變緩并于3.166s達到最大,而后反向速度變小。虛線過程意味著在這段時間內(nèi)物體A所受到?jīng)_力較小,且物體A的加速度方向發(fā)生改變�？梢娕鲎策^程發(fā)生于t1=2.988s和t2=3.186s之間,碰前及碰后瞬間小車的速度分別為v1=0.42m/s,v2=-0.19m/s,可見碰撞前后小車的動量變化了Δp=m(v2-v1)=-0.51kg·m/s。圖3 沖力隨時間變化曲線

圖2 速度隨時間變化曲線在圖3中,可以觀察到小車A與物體B之間沖力的變化情況,從圖中可見其大小隨時間非線性變化,同時,在圖3虛線區(qū)域發(fā)現(xiàn)沖力驟然變小且變化趨勢變緩,驗證了圖2插入圖虛線部分的速度變化情況,而沖力虛線區(qū)域的時間相對于速度略有不同是由于兩種傳感器采集頻率及反應(yīng)時間不同造成。利用origin軟件直接求得t1和t2之間曲線面積為0.5015N·s,也就是碰撞過程中小車受到的沖量的大小I,其方向與v1相反,其大小與A車動量變化量的百分誤差,可見,碰撞過程中遵守動量守恒定理,所測得沖力結(jié)果較為正確。

【參考文獻】：
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本文編號：3228833