Eksperimentemne: Melde-eksperiment
Eksperimentelt mål: At undersøge forholdet mellem rebspænding, bølgelængde og bølgeudbredelseshastighed.
Værktøj og materialer: Timer, reb, trisse, 50 grams vægt, strømforsyning, vægt, lineal.
Grundlæggende teori:
Bølgeudbredelseshastigheden udtrykkes ved ligningen:
v = λ f
Information :
v = bølgeudbredelseshastighed
λ = bølgelængde
f = frekvens
Bølger, der udbreder sig på snore eller reb, er transversale bølger . Hastigheden af transversale bølger på en snor kan beregnes ved hjælp af formlen:
Information :
v = bølgehastighed på rebet (meter/sekund)
F = T = rebspændingskraft (Newton)
μ = masse pr. længdeenhed af reb (kilogram/meter)
Eksperimentelle trin:
1. Mål rebets masse ved hjælp af en skala
Masse af reb = ……….gram = ……….kg
2. Mål rebets længde med en lineal.
Reblængde (l) =……….cm = ……….m
3. Beregn rebets massetæthed
μ = m / l = ……….kg/m
Indtast første række i datatabellen for strengtæthedskolonnen.
4. Saml det eksperimentelle udstyr som vist på billedet. Den ene ende af rebet er forbundet med en 50 grams last.
5. Mål længden af rebet fra den ene bundne ende til den anden bundne ende.
Reblængde (l) = ……….cm = ……….m
6. Tænd tickertimeren, indtil der dannes en stående bølge på strengen. Tæl antallet af antibølger. Antal antibølger = …………
Antag, at der er n maver, så er afstanden mellem 1 mave = reblængden (l) / n = x
Afstand 1 mave (x) = 1/2 bølgelængde (1/2 λ)
1 bølgelængde (λ) = 2 x =……….. m
Indtast i datatabellen, bølgelængdekolonnen, første række.
7. Bølgefrekvens = tickertimerens vibrationsfrekvens = PLN-frekvens = 50 Hertz
8. Beregn bølgeudbredelseshastigheden
v = f λ =………..m/s
Indtast bølgehastighedskolonnen, første række, i datatabellen.
9. Gentag trin 4 med en vægt på 100 gram.
Indtast dataene i tabellen, anden række.
10. Gentag trin 4 med en vægt på 150 gram.
Indtast dataene i tabellen, tredje række.
Data:
Lastmasse (m) = 50 gram = (50/1000) kg = (5/100) kg = 0,05 kg
Tyngdeacceleration (g) = 10 m/ s²
Vægt (w) = mg = (0,05 kg)(10 m/s² ) = 0,5 kg m/s² = 0,5 N
Lastens vægt (w) = trækkraft i rebet (F)
|
Ingen |
Rebspændingskraft (F) |
Frekvens (f) |
Bølgelængde ( λ) |
Rebets massetæthed ( μ) |
Bølgeudbredelseshastighed (v = fλ ) |
|
1 |
0,5 N |
50 Hz |
|||
|
2 |
1,0 N |
50 Hz |
|||
|
3 |
1,5 N |
50 Hz |
Dataanalyse:
– Hvad er forholdet mellem spændingen i rebet og bølgelængden?
– Hvad er forholdet mellem spændingen i rebet og bølgens udbredelseshastighed?
– Hvad er forholdet mellem bølgelængde og bølgehastighed?
Konklusion:
Angiv din konklusion.
