Тэма эксперыменту: эксперымент Мельдэ
Эксперыментальная мэта: даследаваць сувязь паміж нацяжэннем вяроўкі, даўжынёй хвалі і хуткасцю распаўсюджвання хвалі.
Інструменты і матэрыялы: таймер, вяроўка, блок, груз 50 грамаў, блок харчавання, вагі, лінейка.
Асноўная тэорыя:
Хуткасць распаўсюджвання хвалі выражаецца ўраўненнем:
v = λf
інфармацыя:
v = хуткасць распаўсюджвання хвалі
λ = даўжыня хвалі
f = частата
Хвалі, якія распаўсюджваюцца па струнах або вяроўках, называюцца папярочнымі хвалямі . Хуткасць папярочных хваль на струне можна вылічыць па формуле:
інфармацыя:
v = хуткасць хвалі на канаце (метры/секунду)
F = T = сіла нацяжэння вяроўкі (ньютан)
μ = маса на адзінку даўжыні вяроўкі (кілаграм/метр)
Эксперыментальныя этапы:
1. Вымерайце масу вяроўкі з дапамогай вагаў
Маса вяроўкі = ……….грам = ……….кг
2. Вымерайце даўжыню вяроўкі з дапамогай лінейкі.
Даўжыня вяроўкі (l) =……….см = ……….м
3. Разлічыце шчыльнасць масы вяроўкі
μ = м / л = ……….кг/м
Увядзіце ў табліцу дадзеных, слупок шчыльнасці радкоў, першы радок.
4. Збярыце эксперыментальнае абсталяванне, як паказана на малюнку. Адзін канец вяроўкі падключаны да грузу масай 50 грамаў.
5. Вымерайце даўжыню вяроўкі ад аднаго звязанага канца да другога звязанага канца.
Даўжыня вяроўкі (l) = ……….см = ……….м
6. Уключыце таймер, пакуль на струне не ўтворыцца стаячая хваля. Палічыце колькасць антыхваляў. Колькасць антыхваляў = …………
Дапусцім, што ёсць n страўнікаў, тады адлегласць паміж 1 страўніком = даўжыня вяроўкі (l) / n = x
Адлегласць 1 да жывата (x) = 1/2 даўжыні хвалі (1/2 λ)
1 даўжыня хвалі (λ) = 2 x =……….. м
Увядзіце ў табліцу дадзеных, слупок даўжыні хвалі, першы радок.
7. Частата хвалі = частата вібрацыі таймера = частата PLN = 50 герц
8. Разлічыце хуткасць распаўсюджвання хвалі
v = f λ =………..м/с
Увядзіце ў табліцу дадзеных, слупок хуткасці хвалі, першы радок.
9. Паўтарыце крок 4, выкарыстоўваючы грузік масай 100 грамаў.
Увядзіце дадзеныя ў табліцу, другі радок.
10. Паўтарыце крок 4, выкарыстоўваючы грузік масай 150 грамаў.
Увядзіце дадзеныя ў табліцу, трэці радок.
Дадзеныя:
Маса грузу (м) = 50 грамаў = (50/1000) кг = (5/100) кг = 0,05 кг
Паскарэнне сілы цяжару (g) = 10 м/ с²
Вага грузу (w) = mg = (0,05 кг)(10 м/с² ) = 0,5 кг м/с² = 0,5 Н
Вага грузу (w) = сіла нацяжэння ў вяроўцы (F)
|
няма |
Сіла нацяжэння вяроўкі (F) |
Частата (f) |
Даўжыня хвалі ( λ) |
Масавая шчыльнасць вяроўкі ( μ) |
Хуткасць распаўсюджвання хвалі (v = fλ ) |
|
1 |
0,5 N |
50 Гц |
|||
|
2 |
1,0 N |
50 Гц |
|||
|
3 |
1,5 N |
50 Гц |
Аналіз дадзеных:
– Якая сувязь паміж нацяжэннем вяроўкі і даўжынёй хвалі?
– Якая сувязь паміж нацяжэннем вяроўкі і хуткасцю распаўсюджвання хвалі?
– Якая сувязь паміж даўжынёй хвалі і хуткасцю хвалі?
Выснова:
Выкажыце сваю выснову.
