Tema eksperimenta: Melde eksperiment
Eksperimentalni cilj: Istražiti odnos između zategnutosti užeta, talasne dužine i brzine širenja talasa.
Alati i materijali: Mjerač vremena, uže, kotur, teg od 50 grama, napajanje, vaga, ravnalo.
Osnovna teorija:
Brzina širenja talasa izražava se jednačinom:
v = λ f
Informacije:
v = brzina širenja talasa
λ = talasna dužina
f = frekvencija
Valovi koji se šire po strunama ili užadima su transverzalni valovi . Brzina transverzalnih valova na struni može se izračunati pomoću formule:
Informacije:
v = brzina talasa na užetu (metri/sekunda)
F = T = sila zatezanja užeta (Newton)
μ = masa po jedinici dužine užeta (kilogram/metar)
Eksperimentalni koraci:
1. Izmjerite masu užeta pomoću vage
Masa užeta = ……….gram = ……….kg
2. Izmjerite dužinu užeta pomoću ravnala.
Dužina užeta (l) =……….cm = ……….m
3. Izračunajte gustinu mase užeta
μ = m / l = ……….kg/m
Unesite u tabelu podataka, kolonu gustine nizova, prvi red.
4. Sastavite eksperimentalnu opremu kao što je prikazano na slici. Jedan kraj užeta je povezan s teretom od 50 grama.
5. Izmjerite dužinu užeta od jednog vezanog kraja do drugog vezanog kraja.
Dužina užeta (l) = ……….cm = ……….m
6. Uključite tajmer dok se na nizu ne formira stojni val. Izbrojite broj antivalova. Broj antivalova = …………
Pretpostavimo da postoji n želuca, tada je udaljenost između 1 želuca = dužina užeta (l) / n = x
Udaljenost 1 abdomen (x) = 1/2 talasne dužine (1/2 λ)
1 talasna dužina (λ) = 2 x =……….. m
Unesite u tabelu podataka, kolonu talasne dužine, prvi red.
7. Frekvencija talasa = frekvencija vibracije tiker tajmera = PLN frekvencija = 50 herca
8. Izračunajte brzinu širenja talasa
v = f λ =………..m/s
Unesite u tabelu podataka, kolonu brzine talasa, prvi red.
9. Ponovite korak 4, koristeći teg od 100 grama.
Unesite podatke u tabelu, drugi red.
10. Ponovite korak 4, koristeći teg od 150 grama.
Unesite podatke u tabelu, treći red.
Podaci:
Masa tereta (m) = 50 grama = (50/1000) kg = (5/100) kg = 0,05 kg
Ubrzanje usljed gravitacije (g) = 10 m/ s²
Težina tereta (w) = mg = (0,05 kg)(10 m/s² ) = 0,5 kg m/s² = 0,5 N
Težina tereta (w) = sila zatezanja u užetu (F)
|
Ne |
Sila zatezanja užeta (F) |
Frekvencija (f) |
Talasna dužina ( λ) |
Gustoća mase užeta ( μ) |
Brzina širenja talasa (v = fλ ) |
|
1 |
0,5 N |
50 Hz |
|||
|
2 |
1,0 N |
50 Hz |
|||
|
3 |
1,5 N |
50 Hz |
Analiza podataka:
– Kakav je odnos između zategnutosti užeta i talasne dužine?
– Kakav je odnos između napetosti užeta i brzine širenja valova?
– Kakav je odnos između talasne dužine i brzine talasa?
Zaključak:
Iznesite svoj zaključak.
