Valovi i zvuk
Putujući val na žici
Pritisni Pokreni — gledaj kako se širi y = A sin(kx − ωt); sondiraj y(t) u sredini žice.
Putujući val na žici — interaktivna simulacija: Valovi i zvuk. Pritisni Pokreni — gledaj kako se širi y = A sin(kx − ωt); sondiraj y(t) u sredini žice. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Putujući val
Sinusoidalni poremećaj putuje duž žice brzinom v = √(T/μ).
Svaka točka titra poprečno dok se uzorak giba duž žice. Valni broj k i kutna frekvencija ω povezani su relacijom disperzije za žicu.
- y = A sin(kx − ωt)
- v = √(T/μ)
Sažetak istraživanja
Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij
Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.
Središnje pitanje
Žica pod fiksnom napetosti nosi putujući val. Ako je pobuđuješ višom frekvencijom, što se događa s valnom duljinom?
Predviđanja za odvagnuti
- Valna duljina se smanjuje — brzina vala ostaje fiksna, pa viša frekvencija sažima uzorak.
- Valna duljina raste pri višoj frekvenciji.
- Valna duljina se ne mijenja s frekvencijom.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Frekvencija pobude f (Hz)
Što mjeriš:
- Brzina vala v (m/s)
- Valna duljina λ (m)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav putujućeg vala i pritisni Resetiraj. Napetost žice (120 N) i linearna gustoća (0.01 kg/m) fiksni su.
- Omogući očitanje valne duljine na žici.
- Postavi frekvenciju pobude za svaki pokušaj i zabilježi valnu duljinu kad se uzorak smiri.
Odgovarajuća jednadžba
Brzina vala na žici — v = √(T/μ)
Brzina kojom poprečni val putuje rastegnutom žicom ovisi samo o napetosti žice i masi po jedinici duljine — ne o frekvenciji ni amplitudi.
Univerzalni valni odnos — v = f·λ
Za bilo koji val, brzina je frekvencija puta valna duljina. Budući da je v fiksna žicom, podizanje f tjera λ da se smanjuje razmjerno.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Za jedan pokušaj izračunaj v = √(T/μ) koristeći T = 120 N i μ = 0.01 kg/m, zatim λ = v/f. Usporedi oba s tablicom.
- Brzina vala ista je u sva tri pokušaja. Objasni, koristeći v = fλ, zašto udvostručenje frekvencije mora prepoloviti valnu duljinu.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Ako bi povećao napetost žice umjesto frekvencije, bi li brzina vala rasla ili padala? Bi li valna duljina pri fiksnoj frekvenciji postala dulja ili kraća?
- Brzina vala ovisi o sredstvu (ovdje napetosti i linearnoj gustoći), a ne o tome koliko brzo treseš žicu. Objasni zašto su frekvencija i brzina vala neovisne veličine koje postavljaš odvojeno.
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.2 Wave model
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Middle School Physical Science — Wave amplitude and energy
- Middle School Physical Science — Waves meeting materials
- Dobro došli u putujući val
- Odaberi žicu
- Pritisni Pokreni
- Gledaj ga kako se giba
- Otvori ploču Svojstva
- Uspjelo ti je!
Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Otvori interaktivni laboratorij →