Experimentämne: Melde-experiment
Experimentellt mål: Att undersöka sambandet mellan repspänning, våglängd och vågutbredningshastighet.
Verktyg och material: Timer, rep, trissa, 50 grams vikt, nätaggregat, våg, linjal.
Grundläggande teori:
Vågutbredningshastigheten uttrycks av ekvationen:
v = λ f
Sammanfattning:
v = vågutbredningshastighet
λ = våglängd
f = frekvens
Vågor som utbreder sig på snören eller rep är transversella vågor . Hastigheten hos transversella vågor på en snöre kan beräknas med formeln:
Sammanfattning:
v = våghastighet på repet (meter/sekund)
F = T = repspänningskraft (Newton)
μ = massa per replängdsenhet (kilogram/meter)
Experimentella steg:
1. Mät repets massa med hjälp av en våg
Repets massa = ……….gram = ……….kg
2. Mät repets längd med en linjal.
Replängd (l) =……….cm = ……….m
3. Beräkna repets massdensitet
μ = m / l = ……….kg/m
Ange i datatabellen, strängtäthetskolumnen, första raden.
4. Montera experimentutrustningen enligt bilden. Ena änden av repet är kopplad till en 50 grams last.
5. Mät repets längd från den ena knutna änden till den andra knutna änden.
Repets längd (l) = ……….cm = ……….m
6. Slå på tickern tills en stående våg bildas på strängen. Räkna antalet motvågor. Antal motvågor = …………
Anta att det finns n magar, då är avståndet mellan 1 mage = replängden (l) / n = x
Avstånd 1 buk (x) = 1/2 våglängd (1/2 λ)
1 våglängd (λ) = 2 x =……….. m
Ange i datatabellen, våglängdskolumnen, första raden.
7. Vågfrekvens = tickertimerns vibrationsfrekvens = PLN-frekvens = 50 Hertz
8. Beräkna vågutbredningshastigheten
v = f λ =………..m/s
Ange i datatabellen, våghastighetskolumnen, första raden.
9. Upprepa steg 4 med en vikt på 100 gram.
Ange informationen i tabellen, andra raden.
10. Upprepa steg 4 med en vikt på 150 gram.
Ange informationen i tabellen, tredje raden.
Datum:
Lastmassa (m) = 50 gram = (50/1000) kg = (5/100) kg = 0,05 kg
Tyngdacceleration (g) = 10 m/ s²
Lastvikt (w) = mg = (0,05 kg)(10 m/s² ) = 0,5 kg m/s² = 0,5 N
Lastens vikt (w) = dragkraften i repet (F)
|
Nej |
Repspänningskraft (F) |
Frekvens (f) |
Våglängd ( λ) |
Repets massdensitet ( μ) |
Vågutbredningshastighet (v = fλ ) |
|
1 |
0,5 N |
50 Hz |
|||
|
2 |
1,0 N |
50 Hz |
|||
|
3 |
1,5 N |
50 Hz |
Dataanalys:
– Vad är sambandet mellan spänningen i repet och våglängden?
– Vad är sambandet mellan spänningen i repet och vågutbredningshastigheten?
– Vad är sambandet mellan våglängd och våghastighet?
Slutsats:
Ange din slutsats.
