Упражнение 2. Измерение зависимости частоты колебаний струны от её длины.




1. Для экспериментальной проверки соотношения (17) между частотой колебаний струны и её длиной, как и в первом упражнении, используется константановая проволока с диаметром поперечного сечения d =0,4 мм.

2. Установите длину струны l =30 см и силу натяжения струны F =30 Н.

3. Измерьте частоту колебаний струны.

4. Постепенно увеличивая длину струны до l =60 см с шагом 5 см, измерьте зависимость частоты колебаний струны от её длины. Результаты занесите в таблицу:

Таблица 2.

l, см ν, Гц , мс , мс

5. Заполнив остальные клетки Таблицы 2, постройте график зависимости периода колебаний струны от её длины . Согласно (17) эта зависимость должна быть линейной:

(19)

Определите по графику угловой коэффициент прямой. Используя эту величину, рассчитайте плотность константана и погрешность этой величины.

Упражнение 3. Измерение зависимости частоты колебаний струны от плотности материала.

1. Для экспериментальной проверки соотношения (16) между частотой колебаний струны и плотностью материала, из которой она изготовлена, используются проволоки из тантала (ρ =7,1 г/см3), константана (ρ =8,8 г/см3) и никеля (ρ =8,9 г/см3) с одинаковым диаметром поперечного сечения d =0,3 мм.

Эти проволоки очень тонкие и не выдерживают больших натяжений. Поэтому не пытайтесь установить силу натяжения более 20 Н!

2. Установив попеременно для каждой струны длину l =50 см и силу натяжения струны F =20 Н, измерьте частоты их колебаний. Результаты занесите в таблицу.

3. Нанесите экспериментальные точки на теоретический график зависимости частоты колебаний струны от её плотности, построенный в ходе выполнения расчетного задания. Сделайте вывод.

Упражнение 4. Измерение зависимости частоты колебаний струны от её диаметра.

1. Для экспериментальной проверки соотношения (16) между частотой колебаний струны и площадью её поперечного сечения , используются медные проволоки (ρ =8,9 г/см3) с диаметрами поперечного сечения d =0,4 мм и d =0,5 мм.

Медные проволоки не выдерживают больших натяжений. Не пытайтесь установить на них силу натяжения более 20 Н!

2. Установив попеременно для каждой струны длину l =50 см и силу натяжения струны F =20 Н, измерьте частоты их колебаний. Результаты занесите в таблицу.

3. Медная проволока диаметром d =0,3 мм слишком хрупкая и не выдерживает натяжения F =20 Н. Однако, учитывая, что плотности никеля и меди практически совпадают, можно воспользоваться результатом измерения частоты для никелевой проволоки диаметром d =0,3 мм из Упражнения 3. Занесите эти данные в ту же таблицу.

4. По трём имеющимся точкам постройте график зависимости периода колебаний струны от её диаметра .

5. По завершению выполнения упражнения снимите натяжение струны до нуля.

Подготовка к работе.

1. Физические понятия, величины, законы, знание которых необходимо для успешного выполнения работы:

· гармонические колебания, амплитуда, фаза, частота;

· волны в упругой среде;

· скорость волны, частота, длина волны;

· уравнение плоской волны;

· волновое уравнение;

· стоячие волны, узлы и пучности;

· колебания струны, гармоники;

2. Выведите формулу (16)

3. Расчетное задание. Пользуясь формулой (17), для струны диаметром d =0,4 мм и длиной l =50 см, натянутой с силой F =20 Н, постройте на миллиметровой бумаге график зависимости частоты колебаний от плотности в диапазоне от 4 до 15 г/см3.

4. Сформулируйте основную цель работы и порядок ее выполнения.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: