Бягащи вълни на струна: скорост, честота и дължина на вълната

1 · Предскажи

Струна при фиксирано опъване носи бягаща вълна. Ако я възбудиш на по-висока честота, какво става с дължината на вълната?

• Дължината на вълната става по-къса — скоростта на вълната остава фиксирана, така че по-високата честота свива картината.
• Дължината на вълната става по-дълга при по-висока честота.
• Дължината на вълната не се променя с честотата.

2 · Постановка

1. Отвори настройката бягаща вълна и натисни Нулирай. Опънатостта на струната (120 N) и линейната плътност (0.01 kg/m) са фиксирани.
2. Включи показанието за дължина на вълната на струната.
3. Задай честотата на възбуждане за всеки опит и запиши дължината на вълната, щом картината е установена.

3 · Събери данни

Чертай дължината на вълната λ (ос y) спрямо 1/f (ос x) за трите си опита. Права ли е линията през началото?

4 · Анализирай

1. За един опит изчисли v = √(T/μ) с T = 120 N и μ = 0.01 kg/m, после λ = v/f. Сравни и двете с таблицата.
2. Скоростта на вълната е същата в трите опита. Обясни, с v = fλ, защо удвояването на честотата трябва да преполови дължината на вълната.

5 · Надгради

1. Ако увеличиш опънатостта на струната вместо честотата ѝ, скоростта на вълната щеше да нарасне или намалее? Дължината на вълната при фиксирана честота щеше да стане по-дълга или по-къса?
2. Скоростта на вълна зависи от средата (тук опънатост и линейна плътност), не от това колко бързо разтръскваш струната. Обясни защо честотата и скоростта на вълната са независими величини, които задаваш поотделно.

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат