Seisovat aallot: harmoniset kiinteässä narussa

1 · Ennusta

Molemmista päistä kiinnitetty naru resonoi tietyillä taajuuksilla, joita kutsutaan harmonisiksi. Miten 2. ja 3. harmonisen taajuus suhtautuu perustaajuuteen?

• Harmonisten taajuudet eivät noudata yksinkertaista kuviota suhteessa perustaajuuteen.
• Jokaisen harmonisen taajuus on puolet edellisestä.
• Jokaisen harmonisen taajuus on perustaajuuden kokonaislukumääräinen monikerta.

2 · Kokoa

1. Avaa seisova aalto narussa -esiasetus ja paina Nollaa. Jännitys (120 N), linjatiheys (0.01 kg/m) ja pituus (1.2 m) ovat kiinteät.
2. Ota käyttöön perustaajuuden lukema narussa.
3. Aseta harmoninen numero n jokaiselle suoritukselle ja kirjaa resonanssitaajuus.

3 · Kerää data

Kuvaa resonanssitaajuus fₙ (y-akseli) harmonista numeroa n vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi. Kulkeeko viiva origon kautta?

4 · Analysoi

1. Laske f₁ = √(T/μ)/(2L) arvoilla T = 120 N, μ = 0.01 kg/m, L = 1.2 m, sitten fₙ = n·f₁ jokaiselle riville. Vertaa taulukkoon.
2. fₙ-vs-n-kuvaajasi pitäisi olla suora viiva origon kautta kulmakerroimella f₁. Selitä, miksi molempien päiden kiinnittäminen pakottaa vain f₁:n kokonaislukumääräiset monikerrat resonoi.

5 · Laajenna

1. Kitaran kielen perustaajuus määrää kuulemasi sävelen, mutta kieli värähtelee myös korkeammissa harmonisissa samanaikaisesti, antaen sävelen sointivärin. Missä muualla tässä sovelluksessa voit nähdä useita harmonisia yhdistettyinä?
2. Jos lyhentäisit narun puoleen pituuteensa (pitäen jännityksen ja linjatiheyden samana), mitä perustaajuudelle tapahtuisi? Käytä kaavaa f₁ = v/(2L) selittääksesi.

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia