Tema eksperimenta: Meldeov eksperiment
Eksperimentalni cilj: Istražiti odnos između napetosti užeta, valne duljine i brzine širenja valova.
Alati i materijali: Mjerač vremena, uže, kolotura, uteg od 50 grama, napajanje, vaga, ravnalo.
Osnovna teorija:
Brzina širenja valova izražava se jednadžbom:
v = λf
Informacije:
v = brzina širenja vala
λ = valna duljina
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 vala na užetu (metri/sekunda)
F = T = sila napetosti užeta (Newton)
μ = masa po jedinici duljine užeta (kilogram/metar)
Eksperimentalni koraci:
1. Izmjerite masu užeta pomoću vage
Masa užeta = ……….gram = ……….kg
2. Izmjerite duljinu užeta pomoću ravnala.
Duljina užeta (l) =……….cm = ……….m
3. Izračunajte gustoću mase užeta
μ = m / l = ……….kg/m
Unesite u tablicu podataka, stupac gustoće nizova, prvi redak.
4. Sastavite eksperimentalnu opremu kao što je prikazano na slici. Jedan kraj užeta spojen je na teret od 50 grama.
5. Izmjerite duljinu užeta od jednog vezanog kraja do drugog vezanog kraja.
Duljina užeta (l) = ……….cm = ……….m
6. Uključite mjerač vremena dok se na nizu ne formira stojni val. Izbrojite broj antivalova. Broj antivalova = …………
Pretpostavimo da postoji n želuca, tada je udaljenost između 1 želuca = duljina užeta (l) / n = x
Udaljenost 1 trbuh (x) = 1/2 valne duljine (1/2 λ)
1 valna duljina (λ) = 2 x =……….. m
Unesite u tablicu podataka, stupac valne duljine, prvi redak.
7. Frekvencija vala = frekvencija vibracije ticker timera = PLN frekvencija = 50 herca
8. Izračunajte brzinu širenja vala
v = f λ =………..m/s
Unesite u tablicu podataka, stupac brzine valova, prvi redak.
9. Ponovite korak 4, koristeći uteg od 100 grama.
Unesite podatke u tablicu, drugi redak.
10. Ponovite korak 4, koristeći uteg od 150 grama.
Unesite podatke u tablicu, treći redak.
Podaci:
Masa tereta (m) = 50 grama = (50/1000) kg = (5/100) kg = 0,05 kg
Ubrzanje zbog 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 napetosti u užetu (F)
|
Ne |
Sila napetosti užeta (F) |
Frekvencija (f) |
Valna duljina ( λ) |
Gustoća mase užeta ( μ) |
Brzina širenja vala (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 napetosti užeta i valne duljine?
– Kakav je odnos između napetosti užeta i brzine širenja vala?
– Kakav je odnos između valne duljine i brzine vala?
Zaključak:
Iznesite svoj zaključak.
