Løbende bølger på en streng: Fart, frekvens og bølgelængde

1 · Forudsig

En streng med fast spænding bærer en løbende bølge. Hvis du driver den med en højere frekvens, hvad sker der så med bølgelængden?

• Bølgelængden bliver kortere — bølgehastigheden er fast, så en højere frekvens presser mønstret sammen.
• Bølgelængden bliver længere ved højere frekvens.
• Bølgelængden ændrer sig ikke med frekvensen.

2 · Opsætning

1. Åbn forudstillingen travelling-wave, og tryk på Nulstil. Strengens spænding (120 N) og masse pr. længde (0.01 kg/m) er faste.
2. Slå bølgelængdeaflæsningen til på strengen.
3. Indstil driverfrekvensen for hvert forsøg, og notér bølgelængden, når mønstret er stabilt.

3 · Saml data

Afbild bølgelængde λ (y-aksen) mod 1/f (x-aksen) for dine tre forsøg. Er linjen ret og går gennem nulpunktet?

4 · Analysér

1. Beregn for ét forsøg v = √(T/μ) med T = 120 N og μ = 0.01 kg/m og derefter λ = v/f. Sammenlign begge med tabellen.
2. Bølgehastigheden er den samme i alle tre forsøg. Forklar ud fra v = fλ, hvorfor en fordobling af frekvensen må halvere bølgelængden.

5 · Udvid

1. Hvis du i stedet øgede strengens spænding frem for dens frekvens, ville bølgehastigheden så stige eller falde? Ville bølgelængden ved en fast frekvens blive længere eller kortere?
2. En bølges hastighed afhænger af mediet (her spændingen og massen pr. længde), ikke af, hvor hurtigt du ryster strengen. Forklar, hvorfor frekvens og bølgehastighed er uafhængige størrelser, du indstiller hver for sig.

Fysikken bag dette eksperiment

← Tilbage til eksperimentet

138 gratis printbare fysik-labark