Eksperimentonderwerp: Melde-eksperiment
Eksperimentele doelwit: Om die verband tussen touspanning, golflengte en golfvoortplantingspoed te ondersoek.
Gereedskap en materiale: Tydteller, tou, katrol, 50 gram gewig, kragtoevoer, skaal, liniaal.
Basiese teorie:
Die spoed van golfvoortplanting word uitgedruk deur die vergelyking:
v = λ f
Inligting:
v = golfvoortplantingspoed
λ = golflengte
f = frekwensie
Golwe wat op toue of snare voortplant, is transversale golwe . Die spoed van transversale golwe op 'n snaar kan met die volgende formule bereken word:
Inligting:
v = golfspoed op die tou (meter/sekonde)
F = T = touspanningskrag (Newton)
μ = massa per eenheidslengte van tou (kilogram/meter)
Eksperimentele Stappe:
1. Meet die massa van die tou met behulp van 'n skaal
Massa van tou = ……….gram = ……….kg
2. Meet die lengte van die tou met 'n liniaal.
Toulengte (l) =……….cm = ……….m
3. Bereken die massadigtheid van die tou
μ = m / l = ……….kg/m
Voer die eerste ry van die stringdigtheidskolom in die datatabel in.
4. Monteer die eksperimentele toerusting soos in die prentjie getoon. Een punt van die tou is aan 'n 50 gram-las gekoppel.
5. Meet die lengte van die tou van die een vasgemaakte punt tot die ander vasgemaakte punt.
Lengte van tou (l) = ……….cm = ……….m
6. Skakel die tydteller aan totdat 'n staande golf op die tou vorm. Tel die aantal antigolwe. Aantal antigolwe = …………
Gestel daar is n mae, dan is die afstand tussen 1 maag = lengte van tou (l) / n = x
Afstand 1 buik (x) = 1/2 golflengte (1/2 λ)
1 golflengte (λ) = 2 x =……….. m
Voer die eerste ry in die datatabel, golflengtekolom, in.
7. Golffrekwensie = tikkertydteller vibrasiefrekwensie = PLN-frekwensie = 50 Hertz
8. Bereken die golfvoortplantingspoed
v = f λ =………..m/s
Voer die golfspoedkolom, eerste ry, in die datatabel in.
9. Herhaal stap 4 met 'n 100 gram gewig.
Voer die data in die tabel, tweede ry, in.
10. Herhaal stap 4 met 'n 150 gram gewig.
Voer die data in die tabel, derde ry, in.
Datum:
Laagmassa (m) = 50 gram = (50/1000) kg = (5/100) kg = 0,05 kg
Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ s²
Vraggewig (w) = mg = (0,05 kg)(10 m/s² ) = 0,5 kg m/s² = 0,5 N
Gewig van die las (w) = spanningskrag in die tou (F)
|
Geen |
Touspanningskrag (F) |
Frekwensie (f) |
Golflengte ( λ) |
Massadigtheid van die tou ( μ) |
Golfvoortplantingspoed (v = f λ ) |
|
1 |
0,5 N |
50 Hz |
|||
|
2 |
1,0 N |
50 Hz |
|||
|
3 |
1,5 N |
50 Hz |
Data-analise:
– Wat is die verband tussen die spanning in die tou en die golflengte?
– Wat is die verband tussen die spanning in die tou en die spoed van golfvoortplanting?
– Wat is die verband tussen golflengte en golfspoed?
Kesimpulan:
Stel jou gevolgtrekking.
