પ્રયોગ વિષય: મેલ્ડે પ્રયોગ
પ્રાયોગિક ઉદ્દેશ્ય: દોરડાના તણાવ, તરંગલંબાઇ અને તરંગ પ્રસાર ગતિ વચ્ચેના સંબંધની તપાસ કરવી.
સાધનો અને સામગ્રી: ટીકર ટાઈમર, દોરડું, પુલી, ૫૦ ગ્રામ વજન, પાવર સપ્લાય, ભીંગડા, રૂલર.
મૂળભૂત સિદ્ધાંત :
તરંગ પ્રસારની ગતિ સમીકરણ દ્વારા વ્યક્ત થાય છે:
v = λ f
માહિતી:
v = તરંગ પ્રસાર ગતિ
λ = તરંગલંબાઇ
f = આવર્તન
દોરી કે દોરડા પર ફેલાતા તરંગો ત્રાંસા તરંગો છે . દોરી પર ત્રાંસા તરંગોની ગતિ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરી શકાય છે:
માહિતી:
v = દોરડા પર તરંગ ગતિ (મીટર/સેકન્ડ)
F = T = દોરડાનું તાણ બળ (ન્યુટન)
μ = દોરડાની લંબાઈ દીઠ એકમ દળ (કિલોગ્રામ/મીટર)
પ્રાયોગિક પગલાં:
૧. સ્કેલનો ઉપયોગ કરીને દોરડાના વજનને માપો
દોરડાનું વજન = ……….ગ્રામ = ……….કિલો
2. રૂલરનો ઉપયોગ કરીને દોરડાની લંબાઈ માપો.
દોરડાની લંબાઈ (l) =……….સેમી = ……….મી
3. દોરડાના સમૂહ ઘનતાની ગણતરી કરો
μ = મીટર / લી = ……….કિલો/મી
ડેટા ટેબલ, સ્ટ્રિંગ ડેન્સિટી કોલમ, પહેલી હરોળમાં દાખલ કરો.
૧. ચિત્રમાં બતાવ્યા પ્રમાણે પ્રાયોગિક સાધનો ભેગા કરો. દોરડાનો એક છેડો ૧૦૦ ગ્રામના ભાર સાથે જોડાયેલ છે.
5. દોરડાની એક બાંધેલા છેડાથી બીજા બાંધેલા છેડા સુધીની લંબાઈ માપો.
દોરડાની લંબાઈ (l) = ……….સેમી = ……….મી
૬. તાર પર સ્થાયી તરંગ ન બને ત્યાં સુધી ટિકર ટાઈમર ચાલુ કરો. એન્ટિ-વેવ્સની સંખ્યા ગણો. એન્ટિ-વેવ્સની સંખ્યા = …………
ધારો કે n પેટ છે, તો 1 પેટ વચ્ચેનું અંતર = દોરડાની લંબાઈ (l) / n = x
અંતર 1 પેટ (x) = 1/2 તરંગલંબાઇ (1/2 λ)
1 તરંગલંબાઇ (λ) = 2 x =……….. મીટર
ડેટા કોષ્ટક, તરંગલંબાઇ સ્તંભ, પ્રથમ પંક્તિ દાખલ કરો.
7. તરંગ આવર્તન = ટીકર ટાઈમર કંપન આવર્તન = PLN આવર્તન = 50 હર્ટ્ઝ
8. તરંગ પ્રસાર ગતિની ગણતરી કરો
v = f λ =………..મી/સેકન્ડ
ડેટા ટેબલ, વેવ સ્પીડ કોલમ, પહેલી હરોળમાં દાખલ કરો.
9. 100 ગ્રામ વજનનો ઉપયોગ કરીને, પગલું 4 પુનરાવર્તન કરો.
કોષ્ટકમાં, બીજી હરોળમાં ડેટા દાખલ કરો.
10. 150 ગ્રામ વજનનો ઉપયોગ કરીને, પગલું 4 પુનરાવર્તન કરો.
કોષ્ટકમાં, ત્રીજી હરોળમાં ડેટા દાખલ કરો.
ડેટા:
ભાર દળ (મી) = ૫૦ ગ્રામ = (૫૦/૧૦૦૦) કિગ્રા = (૫/૧૦૦) કિગ્રા = ૦.૦૫ કિગ્રા
ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પ્રવેગ (g) = 10 m/s 2
ભાર વજન (w) = mg = (0,05 kg)(10 m/s 2 ) = 0,5 kg m/s 2 = 0,5 N
ભારનું વજન (w) = દોરડામાં તણાવ બળ (F)
|
ના |
દોરડાનું તાણ બળ (F) |
આવર્તન (f) |
તરંગલંબાઇ ( λ) |
દોરડાની દળ ઘનતા ( μ ) |
તરંગ પ્રસાર ગતિ (v = f λ ) |
|
1 |
0,5 N |
50 Hz |
|||
|
2 |
1,0 N |
50 Hz |
|||
|
3 |
1,5 N |
50 Hz |
ડેટા વિશ્લેષણ:
– દોરડામાં રહેલા તણાવ અને તરંગલંબાઇ વચ્ચે શું સંબંધ છે?
– દોરડામાં રહેલા તણાવ અને તરંગ પ્રસારની ગતિ વચ્ચે શું સંબંધ છે?
– તરંગલંબાઇ અને તરંગ ગતિ વચ્ચે શું સંબંધ છે?
નિષ્કર્ષ :
તમારો નિષ્કર્ષ જણાવો.
