Onde progressive su una corda: velocità, frequenza e lunghezza d'onda

1 · Prevedi

Una corda a tensione fissa porta un'onda progressiva. Se la ecciti a frequenza più alta, cosa succede alla lunghezza d'onda?

• La lunghezza d'onda si accorcia: la velocità resta fissata, quindi una frequenza maggiore comprime la figura.
• La lunghezza d'onda aumenta con la frequenza.
• La lunghezza d'onda non cambia con la frequenza.

2 · Configurazione

1. Apri il preset onda progressiva e premi Reimposta. Tensione della corda (120 N) e densità lineare (0.01 kg/m) sono fisse.
2. Attiva la lettura di lunghezza d'onda sulla corda.
3. Imposta la frequenza d'eccitazione per ogni prova e registra la lunghezza d'onda quando la figura è stabile.

3 · Raccogli dati

Traccia λ (asse y) contro 1/f (asse x) per le tre prove. La linea è retta per l'origine?

4 · Analizza

1. Per una prova, calcola v = √(T/μ) usando T = 120 N e μ = 0.01 kg/m, poi λ = v/f. Confronta entrambi con la tabella.
2. La velocità dell'onda è la stessa in tutte e tre le prove. Spiega, usando v = fλ, perché raddoppiare la frequenza debba dimezzare la lunghezza d'onda.

5 · Estendi

1. Se aumentassi la tensione della corda invece della frequenza, la velocità dell'onda crescerebbe o calerebbe? E la lunghezza d'onda a frequenza fissa, si allungherebbe o accorcerebbe?
2. La velocità di un'onda dipende dal mezzo (qui tensione e densità lineare), non da quanto in fretta scuoti la corda. Spiega perché frequenza e velocità d'onda sono grandezze indipendenti che imposti separatamente.

La fisica dietro questo esperimento

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