Hullámok és hang
Haladó hullám egy húron
Nyomd meg az Indítást — nézd, ahogy a y = A sin(kx − ωt) terjed; mérd y(t)-t a húr közepén.
Haladó hullám egy húron — interaktív Hullámok és hang szimuláció. Nyomd meg az Indítást — nézd, ahogy a y = A sin(kx − ωt) terjed; mérd y(t)-t a húr közepén. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Futó hullám
Egy szinuszos zavarlás v = √(T/μ) sebességgel fut végig egy húron.
Minden pont keresztben leng, miközben a mintázat a húr mentén halad. A k hullámszámot és az ω körfrekvenciát a húrra jellemző diszperziós reláció köti össze.
- y = A sin(kx − ωt)
- v = √(T/μ)
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
Egy rögzített feszességű húr haladó hullámot hordoz. Ha nagyobb frekvencián gerjeszted, mi történik a hullámhosszal?
Mérlegelendő jóslatok
- A hullámhossz rövidül — a hullámsebesség rögzített, tehát a nagyobb frekvencia összenyomja a mintát.
- A hullámhossz nő a nagyobb frekvencián.
- A hullámhossz nem változik a frekvenciával.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Gerjesztési frekvencia f (Hz)
Amit mérsz:
- Hullámsebesség v (m/s)
- Hullámhossz λ (m)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a travelling-wave előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A húr feszessége (120 N) és vonalmenti sűrűsége (0.01 kg/m) rögzített.
- Engedélyezd a hullámhossz-kijelzőt a húron.
- Állítsd be a gerjesztési frekvenciát minden mérésnél, és rögzítsd a hullámhosszat, amint a minta beállt.
Vezéregyenlet
Hullámsebesség egy húron — v = √(T/μ)
Az a sebesség, amellyel egy transzverzális hullám egy kifeszített húr mentén halad, csak a húr feszességétől és egységnyi hosszra jutó tömegétől függ — nem a frekvenciától vagy az amplitúdótól.
Univerzális hullám-összefüggés — v = f·λ
Bármely hullámnál a sebesség egyenlő a frekvencia és a hullámhossz szorzatával. Mivel a v-t a húr rögzíti, az f emelése arányosan zsugorítja a λ-t.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki a v = √(T/μ)-t T = 120 N-nal és μ = 0.01 kg/m-mel, majd λ = v/f. Hasonlítsd mindkettőt a táblázathoz.
- A hullámsebesség mindhárom mérésben ugyanaz. Magyarázd meg a v = fλ-vel, miért kell a hullámhossznak a felére csökkennie a frekvencia megduplázásakor.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- Ha a húr feszességét növelnéd a frekvencia helyett, a hullámsebesség nőne vagy csökkenne? A hullámhossz rögzített frekvencián hosszabb vagy rövidebb lenne?
- A hullám sebessége a közegettől függ (itt: feszesség és vonalmenti sűrűség), nem attól, milyen gyorsan rázod a húrt. Magyarázd meg, miért a frekvencia és a hullámsebesség egymástól független mennyiségek, amelyeket külön állítasz be.
- 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
- Üdv a Haladó hullámnál
- Válaszd ki a húrt
- Nyomd meg az Indítást
- Nézd mozogni
- Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.