Tema de l'experiment: Experiment de Melde
Objectiu experimental: Investigar la relació entre la tensió de la corda, la longitud d'ona i la velocitat de propagació de l'ona.
Eines i materials: temporitzador, corda, politja, pes de 50 grams, font d'alimentació, balança, regle.
Teoria bàsica:
La velocitat de propagació de l'ona s'expressa mitjançant l'equació:
v = λf
Informació:
v = velocitat de propagació de l'ona
λ = longitud d'ona
f = freqüència
Les ones que es propaguen per cordes o cordes són ones transversals . La velocitat de les ones transversals en una corda es pot calcular mitjançant la fórmula:
Informació:
v = velocitat de l'ona a la corda (metres/segon)
F = T = força de tensió de la corda (Newton)
μ = massa per unitat de longitud de corda (quilogram/metre)
Passos experimentals:
1. Mesura la massa de la corda amb una balança
Massa de la corda = ……….gram = ……….kg
2. Mesura la longitud de la corda amb un regle.
Longitud de la corda (l) =……….cm = ……….m
3. Calcula la densitat de massa de la corda
μ = m / l = ……….kg/m
Introduïu-ho a la taula de dades, a la columna de densitat de cadenes, a la primera fila.
4. Munta l'equip experimental tal com es mostra a la imatge. Un extrem de la corda està connectat a una càrrega de 50 grams.
5. Mesura la longitud de la corda des d'un extrem lligat fins a l'altre extrem lligat.
Longitud de la corda (l) = ……….cm = ……….m
6. Engegueu el temporitzador fins que es formi una ona estacionària a la corda. Compteu el nombre d'ones antiòptiques. Nombre d'ones antiòptiques = …………
Suposem que hi ha n estómacs, aleshores la distància entre 1 estómac = longitud de la corda (l) / n = x
Distància 1 abdomen (x) = 1/2 longitud d'ona (1/2 λ)
1 longitud d'ona (λ) = 2 x =……….. m
Introduïu-ho a la taula de dades, columna de longitud d'ona, primera fila.
7. Freqüència d'ona = freqüència de vibració del temporitzador = freqüència PLN = 50 Hertz
8. Calcula la velocitat de propagació de l'ona
v = f λ =………..m/s
Introduïu-ho a la taula de dades, columna de velocitat d'ona, primera fila.
9. Repetiu el pas 4, utilitzant un pes de 100 grams.
Introduïu les dades a la taula, segona fila.
10. Repetiu el pas 4, utilitzant un pes de 150 grams.
Introduïu les dades a la taula, tercera fila.
Dades:
Massa de la càrrega (m) = 50 grams = (50/1000) kg = (5/100) kg = 0,05 kg
Acceleració deguda a la gravetat (g) = 10 m/ s²
Pes de la càrrega (w) = mg = (0,05 kg)(10 m/s² ) = 0,5 kg m/s² = 0,5 N
Pes de la càrrega (w) = força de tensió a la corda (F)
|
no |
Força de tensió de la corda (F) |
Freqüència (f) |
Longitud d'ona ( λ) |
Densitat de massa de la corda ( μ) |
Velocitat de propagació de l'ona (v = f λ ) |
|
1 |
0,5 N |
50 Hz |
|||
|
2 |
1,0 N |
50 Hz |
|||
|
3 |
1,5 N |
50 Hz |
Anàlisi de dades:
– Quina és la relació entre la tensió de la corda i la longitud d'ona?
– Quina és la relació entre la tensió de la corda i la velocitat de propagació de l'ona?
– Quina és la relació entre la longitud d'ona i la velocitat de l'ona?
Conclusió:
Expliqueu la vostra conclusió.
