メルデの実験

実験テーマ：メルデ実験

実験目的：ロープの張力、波長、波の伝播速度の関係を調査する。

必要な道具と材料：タイマー、ロープ、滑車、50グラムのおもり、電源、はかり、定規。

基本理論：

波の伝播速度 式で表される。

v= λ f

説明：

v = 波の伝播速度

λ = 波長

f = 周波数

波がg が弦やロープに伝わるのは 横波ロープ上の横波の速度は、次の式を用いて計算できます。

説明：

v = ロープ上の波の速度（メートル/秒）

F = T = ロープの張力（ニュートン）

μ = ロープの単位長さあたりの質量 (キログラム/メートル)

実験手順：

1. はかりを使ってロープの質量を測る

ロープの質量 =………グラム = ………キログラム

2. 定規を使ってロープの長さを測ります。

ロープの長さ (l) = ……….cm = ……….m

3. ロープの質量密度を計算する

μ = m / l =……….kg/m

データテーブルの文字列密度列の最初の行に入力してください。

4. 図に示すように実験装置を組み立ててください。ロープの一端には50グラムの重りを取り付けます。

5. ロープの一方の結び目からもう一方の結び目までの長さを測ります。

ロープの長さ (l) =……….cm = ……….m

6. 弦に定常波が形成されるまでタイマーをオンにします。反波の数を数えます。反波の数 = …………

n個の胃があると仮定すると、1つの胃間の距離はロープの長さ(l) / n = x

腹部1個分の距離(x) = 波長の1/2(1/2 λ)

1波長(λ) = 2 x =………..m

データテーブルの波長列の最初の行に入力してください。

7. 波の周波数 = ティッカータイマーの振動周波数 = PLN周波数 = 50ヘルツ

8. 波の伝播速度を計算する

v = f λ =………..m/s

データテーブルの波速列の最初の行に入力してください。

9. 100グラムの重りを使って、手順4を繰り返します。

表の2行目にデータを入力してください。

10. 150グラムの重りを使って、手順4を繰り返します。

表の3行目にデータを入力してください。

データ ：

負荷質量 (m) = 50グラム = (50/1000) kg = (5/100) kg = 0,05 kg

重力加速度 (g) = 10 m/s²²

負荷重量 (w) = mg = (0,05 kg)(10 m/s²) = 0,5 kg m/s² = 0,5N

荷物の重量（w）＝ロープの張力（F）

いいえ	ロープの張力（F）	周波数（f）	波長（λ)	弦の質量密度（μ)	波の伝播速度 (v = f) λ)
1	0,5 N	50 Hz
2	1,0 N	50 Hz
3	1,5 N	50 Hz

データ分析：

ロープの張力と波長にはどのような関係がありますか？

ロープの張力と波の伝播速度の間にはどのような関係がありますか？

波長と波速の関係は何ですか？

結論 ：

結論を述べてください。