Katse teema: Melde katse
Eksperimentaalne eesmärk: uurida köie pinge, lainepikkuse ja laine levimiskiiruse vahelist seost.
Tööriistad ja materjalid: Ticker-taimer, köis, rihmaratas, 50-grammine raskus, toiteplokk, kaal, joonlaud.
Põhiteooria:
Laine levimise kiirust väljendatakse võrrandiga:
v = λf
Teave:
v = laine levimiskiirus
λ = lainepikkus
f = sagedus
Nööridel või köitel levivad lained on põiklained . Põiklainete kiirust nööril saab arvutada järgmise valemi abil:
Teave:
v = laine kiirus köiel (meetrit sekundis)
F = T = köie pingutusjõud (njuuton)
μ = köie mass ühiku pikkuse kohta (kilogramm/meeter)
Katseetapid:
1. Mõõda köie mass skaala abil
Köie mass = ……….gramm = ……….kg
2. Mõõda joonlaua abil köie pikkust.
Köie pikkus (l) = ……….cm = ……….m
3. Arvutage köie massitihedus
μ = m / l = ……….kg/m
Sisestage andmetabeli stringi tiheduse veergu esimene rida.
4. Pange katseseadmed kokku nagu pildil näidatud. Köie üks ots on ühendatud 50-grammise koormaga.
5. Mõõda köie pikkus ühest seotud otsast teise seotud otsani.
Köie pikkus (l) = ……….cm = ……….m
6. Lülitage tiksuv taimer sisse, kuni keelele tekib seisulaine. Loege vastulainete arv. Vastulainete arv = …………
Oletame, et kõhtu on n, siis 1 kõhtu vaheline kaugus = köie pikkus (l) / n = x
Kaugus 1 kõhupiirkond (x) = 1/2 lainepikkust (1/2 λ)
1 lainepikkus (λ) = 2 x =……….. m
Sisesta andmetabelisse lainepikkuse veergu esimesse ritta.
7. Lainesagedus = taimeri vibratsioonisagedus = PLN-sagedus = 50 hertsi
8. Arvutage laine levimiskiirus
v = fλ = ………..m/s
Sisesta andmetabelisse lainekiiruse veergu esimene rida.
9. Korda 4. sammu, kasutades 100-grammist raskust.
Sisestage andmed tabelisse, teise ritta.
10. Korda 4. sammu, kasutades 150-grammist raskust.
Sisestage andmed tabelisse, kolmandasse ritta.
Andmed:
Koorma mass (m) = 50 grammi = (50/1000) kg = (5/100) kg = 0,05 kg
Raskuskiirendus (g) = 10 m/ s²
Koorma kaal (w) = mg = (0,05 kg)(10 m/s² ) = 0,5 kg m/s² = 0,5 N
Koorma kaal (w) = köie tõmbejõud (F)
|
Ei |
Köie pingutusjõud (F) |
Sagedus (f) |
Lainepikkus ( λ) |
Köie massitihedus ( μ) |
Laine levimiskiirus (v = fλ ) |
|
1 |
0,5 N |
50 Hz |
|||
|
2 |
1,0 N |
50 Hz |
|||
|
3 |
1,5 N |
50 Hz |
Andmete analüüs:
– Milline on seos köie pinge ja lainepikkuse vahel?
– Milline on seos köie pinge ja laine levimiskiiruse vahel?
– Milline on seos lainepikkuse ja lainekiiruse vahel?
Järeldus:
Esitage oma järeldus.
