Haladó hullámok egy húron: sebesség, frekvencia és hullámhossz

1 · Jóslás

Egy rögzített feszességű húr haladó hullámot hordoz. Ha nagyobb frekvencián gerjeszted, mi történik a hullámhosszal?

• 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.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a travelling-wave előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A húr feszessége (120 N) és vonalmenti sűrűsége (0.01 kg/m) rögzített.
2. Engedélyezd a hullámhossz-kijelzőt a húron.
3. Állítsd be a gerjesztési frekvenciát minden mérésnél, és rögzítsd a hullámhosszat, amint a minta beállt.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold a λ hullámhosszat (y-tengely) az 1/f-fel (x-tengely) szemben a három mérésedhez. Egyenes-e a vonal az origón át?

4 · Elemzés

1. 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.
2. A hullámsebesség mindhárom mérésben ugyanaz. Magyarázd meg a v = fλ-vel, miért kell a hullámhossznak a felére csökkennie a frekvencia megduplázásakor.

5 · Kiterjesztés

1. Ha a húr feszességét növelnéd a frekvencia helyett, a hullámsebesség nőne vagy csökkenne? A hullámhossz rögzített frekvencián hosszabb vagy rövidebb lenne?
2. 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.

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap