Eksperimentemne: Melde-eksperiment
Eksperimentelt mål: Å undersøke forholdet mellom tauspenning, bølgelengde og bølgeforplantningshastighet.
Verktøy og materialer: Ticker, tau, trinse, 50 grams vekt, strømforsyning, vekt, linjal.
Grunnleggende teori:
Bølgeutbredelseshastigheten uttrykkes av ligningen:
v = λ f
Informasjon :
v = bølgeforplantningshastighet
λ = bølgelengde
f = frekvens
Bølger som forplanter seg på strenger eller tau er transversale bølger . Hastigheten til transversale bølger på en streng kan beregnes ved hjelp av formelen:
Informasjon :
v = bølgehastighet på tauet (meter/sekund)
F = T = tauets strekkraft (Newton)
μ = masse per lengdeenhet tau (kilogram/meter)
Eksperimentelle trinn:
1. Mål tauets masse ved hjelp av en skala
Masse av tau = ……….gram = ……….kg
2. Mål lengden på tauet med en linjal.
Taulengde (l) =……….cm = ……….m
3. Beregn massetettheten til tauet
μ = m / l = ……….kg/m
Skriv inn strengtetthetskolonnen, første rad, i datatabellen.
4. Monter forsøksutstyret som vist på bildet. Den ene enden av tauet er koblet til en last på 50 gram.
5. Mål lengden på tauet fra den ene enden av det sammenbundne tauet til den andre enden av det sammenbundne tauet.
Lengde på tau (l) = ……….cm = ……….m
6. Slå på tickertimeren til det dannes en stående bølge på strengen. Tell antall motbølger. Antall motbølger = …………
Anta at det er n mager, da er avstanden mellom 1 mage = lengden på tauet (l) / n = x
Avstand 1 mage (x) = 1/2 bølgelengde (1/2 λ)
1 bølgelengde (λ) = 2 x =……….. m
Skriv inn i datatabellen, bølgelengdekolonnen, første rad.
7. Bølgefrekvens = tickertimerens vibrasjonsfrekvens = PLN-frekvens = 50 Hertz
8. Beregn bølgeforplantningshastigheten
v = f λ =………..m/s
Skriv inn bølgehastighetskolonnen, første rad, i datatabellen.
9. Gjenta trinn 4, men bruk en vekt på 100 gram.
Skriv inn dataene i tabellen, andre rad.
10. Gjenta trinn 4, men bruk en vekt på 150 gram.
Skriv inn dataene i tabellen, tredje rad.
Dato:
Lastmasse (m) = 50 gram = (50/1000) kg = (5/100) kg = 0,05 kg
Tyngdekraftakselerasjon (g) = 10 m/ s²
Lastvekt (w) = mg = (0,05 kg)(10 m/s² ) = 0,5 kg m/s² = 0,5 N
Lastens vekt (w) = strekkraften i tauet (F)
|
Nei |
Tauspenningskraft (F) |
Frekvens (f) |
Bølgelengde ( λ) |
Massetettheten til tauet ( μ) |
Bølgeforplantningshastighet (v = f λ ) |
|
1 |
0,5 N |
50 Hz |
|||
|
2 |
1,0 N |
50 Hz |
|||
|
3 |
1,5 N |
50 Hz |
Dataanalyse:
– Hva er forholdet mellom spenningen i tauet og bølgelengden?
– Hva er forholdet mellom spenningen i tauet og bølgeforplantningshastigheten?
– Hva er forholdet mellom bølgelengde og bølgehastighet?
Konklusjon:
Angi konklusjonen din.
