Eksperimento tema: Melde eksperimentas
Eksperimento tikslas: ištirti virvės įtempimo, bangos ilgio ir bangos sklidimo greičio ryšį.
Įrankiai ir medžiagos: laikmatis, virvė, skriemulys, 50 gramų svoris, maitinimo šaltinis, svarstyklės, liniuotė.
Pagrindinė teorija:
Bangos sklidimo greitis išreiškiamas lygtimi:
v = λ f
Informacija:
v = bangos sklidimo greitis
λ = bangos ilgis
f = dažnis
Skersinės bangos sklinda stygomis arba virvėmis . Skersinių bangų greitį stygomis galima apskaičiuoti pagal formulę:
Informacija:
v = bangos greitis virve (metrais per sekundę)
F = T = lyno įtempimo jėga (Niutonais)
μ = virvės masė vieneto ilgiui (kilogramas/metras)
Eksperimentiniai žingsniai:
1. Išmatuokite virvės masę svarstyklėmis
Virvės masė = ……….gramas = ……….kg
2. Išmatuokite virvės ilgį naudodami liniuotę.
Virvės ilgis (l) = ……….cm = ……….m
3. Apskaičiuokite virvės masės tankį
μ = m / l = ……….kg/m
Duomenų lentelėje, eilutės tankio stulpelyje, pirmoje eilutėje įveskite .
4. Surinkite eksperimentinę įrangą, kaip parodyta paveikslėlyje. Vienas virvės galas prijungtas prie 50 gramų svorio.
5. Išmatuokite virvės ilgį nuo vieno surišto galo iki kito surišto galo.
Virvės ilgis (l) = ……….cm = ……….m
6. Įjunkite laikmatį, kol stygoje susidarys stovinti banga. Suskaičiuokite priešbangių skaičių. Priešbangių skaičius = …………
Tarkime, kad yra n pilvų, tada atstumas tarp 1 skrandžio = virvės ilgis (l) / n = x
1 pilvo atstumas (x) = 1/2 bangos ilgio (1/2 λ)
1 bangos ilgis (λ) = 2 x =……….. m
Duomenų lentelėje, bangos ilgio stulpelyje, pirmoje eilutėje įveskite .
7. Bangos dažnis = laikmačio vibracijos dažnis = PLN dažnis = 50 hercų
8. Apskaičiuokite bangos sklidimo greitį
v = fλ = ………..m/s
Duomenų lentelėje, bangos greičio stulpelyje, pirmoje eilutėje, įveskite .
9. Pakartokite 4 veiksmą, naudodami 100 gramų svarelį.
Įveskite duomenis į lentelę, antrą eilutę.
10. Pakartokite 4 veiksmą, naudodami 150 gramų svarelį.
Įveskite duomenis į lentelę, trečią eilutę.
Duomenys:
Krovinio masė (m) = 50 gramų = (50/1000) kg = (5/100) kg = 0,05 kg
Gravitacijos pagreitis (g) = 10 m/ s²
Krovinio svoris (w) = mg = (0,05 kg)(10 m/s² ) = 0,5 kg m/s² = 0,5 N
Krovinio svoris (w) = lyno įtempimo jėga (F)
|
Ne |
Virvės įtempimo jėga (F) |
Dažnis (f) |
Bangos ilgis ( λ) |
Stygos masės tankis ( μ) |
Bangos sklidimo greitis (v = fλ ) |
|
1 |
0,5 N |
50 Hz |
|||
|
2 |
1,0 N |
50 Hz |
|||
|
3 |
1,5 N |
50 Hz |
Duomenų analizė:
– Koks yra ryšys tarp virvės įtempimo ir bangos ilgio?
– Koks yra ryšys tarp virvės įtempimo ir bangos sklidimo greičio?
– Koks yra bangos ilgio ir bangos greičio ryšys?
Išvada:
Išsakykite savo išvadą.
