נושא הניסוי: ניסוי מלדה
מטרת הניסוי: לחקור את הקשר בין מתח החבל, אורך הגל ומהירות התפשטות הגל.
כלים וחומרים: טיימר טיקר, חבל, גלגלת, משקולת 50 גרם, ספק כוח, מאזניים, סרגל.
תיאוריה בסיסית:
מהירות התפשטות גלים מבוטא על ידי המשוואה:
v = λ f
מידע:
v = מהירות התפשטות גלים
λ = אורך גל
f = תדירות
הגלים אשרg מתפשט על חוט או חבל הוא גלים רוחבייםניתן לחשב את מהירות הגלים הרוחביים על חבל באמצעות הנוסחה:
מידע:
v = מהירות הגל על החבל (מטרים/שנייה)
F = T = כוח מתיחת החבל (ניוטון)
μ = מסה ליחידת אורך חבל (קילוגרם/מטר)
שלבים ניסיוניים:
1. מדוד את מסת החבל באמצעות קנה מידה
מסת החבל =גרם = ק"ג
2. מדדו את אורך החבל באמצעות סרגל.
אורך חבל (ליטר) =……….ס"מ = ……….מ
3. חשב את צפיפות המסה של החבל
μ = m / l =ק"ג/מ"ר
הזן בטבלת הנתונים, עמודה של צפיפות מחרוזות, שורה ראשונה.
4. הרכיבו את ציוד הניסוי כפי שמוצג בתמונה. קצה אחד של החבל מחובר למטען של 50 גרם.
5. מדדו את אורך החבל מקצה קשור אחד לקצה הקשור השני.
אורך החבל (ליטר) =ס"מ = מטר
6. הפעילו את טיימר הטיקר עד שנוצר גל עומד על המיתר. ספרו את מספר הגלים האנטי-גליים. מספר הגלים האנטי-גליים = …………
נניח שיש n קיבות, אז המרחק בין קיבה אחת = אורך החבל (l) / n = x
מרחק של בטן אחת (x) = 1/2 אורך גל (1/2 λ)
אורך גל אחד (λ) = 2 x =………..m
הזן בטבלת הנתונים, עמודת אורך גל, שורה ראשונה.
7. תדר גל = תדר רטט טיימר טיקר = תדר PLN = 50 הרץ
8. חשב את מהירות התפשטות הגל
ו = ו λ =………..מטר/שנייה
הזן בטבלת הנתונים, עמודה של מהירות גל, שורה ראשונה.
9. חזרו על שלב 4, תוך שימוש במשקולת של 100 גרם.
הזן את הנתונים בטבלה, בשורה השנייה.
10. חזרו על שלב 4, תוך שימוש במשקולת של 150 גרם.
הזן את הנתונים בטבלה, שורה שלישית.
תאריך:
מסת עומס (מ') = 50 גרם = (50/1000) ק"ג = (5/100) ק"ג = 0,05 ק"ג
תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה2
משקל עומס (משקל) = מ"ג = (0,05 ק"ג) (10 מטר/שנייה2) = 0,5 ק"ג מטר לשנייה2 = 0,5 ניוטון
משקל המטען (w) = כוח המתיחה בחבל (F)
|
לא |
כוח מתיחת חבל (F) |
תדירות (f) |
אורך גל (λ) |
צפיפות המסה של המיתר (μ) |
מהירות התפשטות גלים (v = f) λ) |
|
1 |
0,5 N |
50 הרץ |
|||
|
2 |
1,0 N |
50 הרץ |
|||
|
3 |
1,5 N |
50 הרץ |
ניתוח נתונים:
מה הקשר בין המתח בחבל לבין אורך הגל?
מהו הקשר בין המתיחות בחבל לבין מהירות התפשטות הגל?
- מה הקשר בין אורך הגל למהירות הגל?
סיכום:
ציין את מסקנתך.
