Gelombang & Bunyi
Gelombang berdiri pada tali
Tekan Putar — simpul (abu-abu) tetap diam; perut (terang) berosilasi mengikuti y = A sin(nπx/L) cos(ωt).
Gelombang berdiri pada tali — simulasi Gelombang & Bunyi interaktif. Tekan Putar — simpul (abu-abu) tetap diam; perut (terang) berosilasi mengikuti y = A sin(nπx/L) cos(ωt). Laboratorium fisika virtual gratis berbasis browser dengan pengukuran SI langsung dan tutorial terpandu.
Gelombang berdiri
Refleksi pada tali tetap menciptakan nodus dan antinodus — pola berosilasi di tempat.
Sebuah gelombang berdiri adalah superposisi dari dua gelombang berjalan identik dalam arah berlawanan. Nodus memiliki amplitudo nol; antinodus berosilasi dengan amplitudo maksimum.
- y = A sin(nπx/L) cos(ωt)
- λₙ = 2L/n
Singkat investigasi
Rencanakan pertanyaan sebelum Anda membuka lab
Ringkasan ini mencerminkan halaman prerender: pertanyaan utama, prediksi yang bersaing, peran variabel, hukum yang mengatur, penyiapan, serta petunjuk analisis dan pengembangan tetap terlihat dalam urutan ini.
Pertanyaan mengemudi
Sebuah string yang diikat pada kedua ujungnya beresonansi pada frekuensi tertentu yang disebut harmonik. Bagaimana hubungan frekuensi harmonik ke-2 dan ke-3 dengan frekuensi dasar?
Prediksi untuk ditimbang
- Frekuensi harmonik tidak mengikuti pola sederhana yang berhubungan dengan frekuensi fundamental.
- Frekuensi masing-masing harmonik adalah setengah frekuensi sebelumnya.
- Setiap frekuensi harmonik merupakan kelipatan bilangan bulat dari frekuensi dasar.
Peran variabel
Apa yang Anda tetapkan:
- Nomor Harmonik n
Apa yang Anda ukur:
- f₁ dasar (Hz)
- Frekuensi resonansi fₙ (Hz)
Bagaimana penyelidikannya berjalan
- Buka preset senar berdiri dan tekan Reset. Tegangan (120 N), massa jenis linier (0,01 kg/m), dan panjang (1,2 m) adalah tetap.
- Aktifkan pembacaan frekuensi fundamental pada string.
- Tetapkan bilangan harmonik n untuk setiap percobaan dan catat frekuensi resonansinya.
Persamaan yang mengatur
Fundamental Gelombang Berdiri Ujung Tetap — f₁ = v/(2L)
Sebuah tali yang diikat pada kedua ujungnya menopang gelombang berdiri yang frekuensi (dasar) terendahnya bergantung pada cepat rambat gelombang dan panjang tali: f₁ = v/(2L).
Seri Harmonik — fₙ = n·f₁
Mode resonansi yang lebih tinggi terjadi pada kelipatan bilangan bulat fundamental: fₙ = n·f₁. Setiap bilangan bulat n berhubungan dengan satu lagi setengah panjang gelombang yang dipasang pada tali.
Apa yang diminta siswa untuk dikerjakan oleh lembar kerja yang dapat dicetak
- Hitung f₁ = √(T/μ)/(2L) menggunakan T = 120 N, μ = 0.01 kg/m, L = 1.2 m, lalu fₙ = n·f₁ untuk setiap baris. Bandingkan dengan tabel.
- Grafik fₙ-vs-n Anda harus berupa garis lurus melalui titik asal dengan kemiringan f₁. Jelaskan mengapa mengikat kedua ujung tali secara tetap hanya memungkinkan kelipatan bilangan bulat dari f₁ untuk beresonansi.
Di mana hal ini muncul di luar lab
- Dasar senar gitar menentukan nada yang Anda dengar, tetapi senar juga bergetar pada harmonik yang lebih tinggi secara bersamaan, memberi nada tersebut warna suaranya (timbre). Di mana lagi di aplikasi ini Anda dapat melihat beberapa harmonik terpadu?
- Jika Anda memendekkan tali menjadi setengah panjangnya (menjaga tegangan dan kerapatan linier tetap sama), apa yang akan terjadi pada frekuensi dasar? Gunakan f₁ = v/(2L) untuk menjelaskannya.
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.4 Standing waves and resonance
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Pola apa?
- Naikkan harmonik
- Rekam resonansi
- Buka data
- Jelaskan buktimu
Buka simulasi interaktif untuk membangun adegan, tekan Putar, dan jelajahi dengan pengukuran langsung dan tutorial terpandu.