끈을 따라 진행하는 파동: 속도, 진동수 및 파장

1 · 예측

고정된 장력을 받는 줄은 진행파를 전달합니다. 더 높은 진동수로 구동하면 파장은 어떻게 되나요?

• 파장이 짧아집니다. 파동 속도는 고정되어 있으므로 진동수가 높을수록 패턴이 압축됩니다.
• 진동수가 높을수록 파장이 길어집니다.
• 파장은 진동수에 따라 변하지 않습니다.

2 · 설정

1. travelling-wave 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 현의 장력(120N)과 선밀도(0.01kg/m)는 고정되어 있습니다.
2. 스트링의 파장 판독을 활성화합니다.
3. 각 시행에 대한 구동 진동수를 설정하고 패턴이 안정되면 파장을 기록합니다.

3 · 데이터 수집

세 번의 시행에 대해 파장 λ(y축)를 1/f(x축)에 대해 그래프로 그리세요. 직선이 원점을 지납니까?

4 · 분석

1. 한 번의 시행에 대해 T = 120 N 및 μ = 0.01 kg/m를 사용하여 v = √(T/μ)를 계산한 다음 λ = v/f를 계산합니다. 두 가지를 모두 표와 비교해보세요.
2. 파동 속도는 세 가지 시도 모두 동일합니다. v = fλ를 사용하여 진동수를 두 배로 늘리면 파장이 절반으로 줄어드는 이유를 설명하십시오.

5 · 확장

1. 현의 진동수 대신 장력을 높이면 파동 속도가 증가합니까, 감소합니까? 고정된 진동수의 파장은 길어질까요, 짧아질까요?
2. 파동의 속도는 줄을 얼마나 빨리 흔드는가가 아니라 매질(여기서는 장력과 선형 밀도)에 따라 달라집니다. 진동수와 파동 속도가 별도로 설정한 독립 수량인 이유를 설명하세요.

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