Τρέχοντα κύματα σε χορδή: Ταχύτητα, συχνότητα και μήκος κύματος

1 · Πρόβλεψε

Μια χορδή υπό σταθερή τάση μεταφέρει τρέχον κύμα. Αν τη διεγείρεις σε υψηλότερη συχνότητα, τι θα γίνει με το μήκος κύματος;

• Το μήκος κύματος μικραίνει — η ταχύτητα κύματος μένει σταθερή, ώστε υψηλότερη συχνότητα συμπιέζει το σχήμα.
• Το μήκος κύματος μεγαλώνει σε υψηλότερη συχνότητα.
• Το μήκος κύματος δεν αλλάζει με τη συχνότητα.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή travelling-wave και πάτησε Επαναφορά. Η τάση της χορδής (120 N) και η γραμμική πυκνότητα (0.01 kg/m) είναι σταθερές.
2. Ενεργοποίησε την ένδειξη μήκους κύματος στη χορδή.
3. Ρύθμισε τη συχνότητα διέγερσης για κάθε δοκιμή και κατέγραψε το μήκος κύματος μόλις το σχήμα σταθεροποιηθεί.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Χαράξε το μήκος κύματος λ (άξονας y) έναντι του 1/f (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου. Είναι η γραμμή ευθεία και περνά από την αρχή των αξόνων;

4 · Ανάλυση

1. Για μία δοκιμή, υπολόγισε v = √(T/μ) χρησιμοποιώντας T = 120 N και μ = 0.01 kg/m, μετά λ = v/f. Σύγκρινε και τα δύο με τον πίνακα.
2. Η ταχύτητα κύματος είναι ίδια και στις τρεις δοκιμές. Εξήγησε, χρησιμοποιώντας v = fλ, γιατί ο διπλασιασμός της συχνότητας πρέπει να μειώνει στο μισό το μήκος κύματος.

5 · Επέκταση

1. Αν αύξανες την τάση της χορδής αντί για τη συχνότητά της, θα μεγάλωνε ή θα μικραίνει η ταχύτητα κύματος; Θα μεγάλωνε ή θα μικραίνει το μήκος κύματος σε σταθερή συχνότητα;
2. Η ταχύτητα κύματος εξαρτάται από το μέσο (τάση και γραμμική πυκνότητα εδώ), όχι από το πόσο γρήγορα ανακινούμε τη χορδή. Εξήγησε γιατί η συχνότητα και η ταχύτητα κύματος είναι ανεξάρτητα μεγέθη που ρυθμίζεις χωριστά.

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής