Postupné vlnění na struně: rychlost, frekvence a vlnová délka

1 · Predikuj

Struna s pevným napětím nese postupnou vlnu. Když ji budíš vyšší frekvencí, co se stane s vlnovou délkou?

• Vlnová délka se zkrátí — rychlost vlnění zůstává pevná, takže vyšší frekvence obrazec stlačí.
• Vlnová délka se při vyšší frekvenci prodlouží.
• Vlnová délka se s frekvencí nemění.

2 · Sestavení

1. Otevři předvolbu travelling-wave a stiskni Resetovat. Napětí struny (120 N) a lineární hustota (0.01 kg/m) jsou pevné.
2. Zapni odečet vlnové délky na struně.
3. Nastav budicí frekvenci pro každý pokus a zapiš vlnovou délku, jakmile je obrazec ustálený.

3 · Sbírej data

Vynes vlnovou délku λ (osa y) proti 1/f (osa x) pro své tři pokusy. Prochází čára počátkem?

4 · Analyzuj

1. Pro jeden pokus spočti v = √(T/μ) s T = 120 N a μ = 0.01 kg/m, pak λ = v/f. Porovnej obě s tabulkou.
2. Rychlost vlnění je ve všech třech pokusech stejná. Vysvětli pomocí v = fλ, proč zdvojnásobení frekvence musí vlnovou délku půlit.

5 · Rozšiř

1. Kdybys místo frekvence zvětšil napětí struny, zvětšila by se rychlost vlnění, nebo zmenšila? Prodloužila by se, nebo zkrátila vlnová délka při pevné frekvenci?
2. Rychlost vlny závisí na prostředí (tady napětí a lineární hustota), ne na tom, jak rychle strunou třeseš. Vysvětli, proč frekvence a rychlost vlnění jsou nezávislé veličiny, které nastavuješ zvlášť.

Fyzika za tímto experimentem

← Zpět na experiment

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky