Stovinčios bangos: harmonikos fiksuotoje stygoje

1 · Spėk

Styga, fiksuota abiem galais, rezonuoja konkrečiais dažniais, vadinamais harmonikomis. Kaip 2-osios ir 3-osios harmonikų dažnis siejasi su pagrindiniu?

• Harmonikų dažniai neseka jokio paprasto rašto pagrindinio atžvilgiu.
• Kiekvienos harmonikos dažnis yra pusė ankstesniosios.
• Kiekvienos harmonikos dažnis yra sveikasis pagrindinio kartotinis.

2 · Paruošk

1. Atidaryk „Stovinčios bangos“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Įtempimas (120 N), linijinis tankis (0.01 kg/m) ir ilgis (1.2 m) fiksuoti.
2. Įjunk pagrindinio dažnio rodmuo ant stygos.
3. Nustatyk harmonikos numerį n kiekvienam bandymui ir užsirašyk rezonanso dažnį.

3 · Rink duomenis

Braižyk rezonanso dažnį fₙ (y ašis) prieš harmonikos numerį n (x ašis) savo trims bandymams. Ar linija eina pro pradžią?

4 · Analizuok

1. Apskaičiuok f₁ = √(T/μ)/(2L) naudodamas T = 120 N, μ = 0.01 kg/m, L = 1.2 m, tada fₙ = n·f₁ kiekvienai eilutei. Palygink su lentele.
2. Tavo fₙ prieš n grafikas turėtų būti tiesė pro pradžią su nuolydžiu f₁. Paaiškink, kodėl abiejų galų fiksavimas leidžia rezonuoti tik sveikuosius f₁ kartotinius.

5 · Išplėsk

1. Gitros stygos pagrindinis dažnis nustato girdimą natą, bet styga taip pat virpa aukštesnėmis harmonikomis vienu metu, suteikdama natai tembrą. Kur dar šioje programoje gali matyti sulietas kelias harmonikas?
2. Jei sutrumpintum stygą iki pusės jos ilgio (įtempimui ir linijiniam tankiui liekant tokiami patiems), kas atsitiktų pagrindiniam dažniui? Paaiškink naudodamas f₁ = v/(2L).

Fizika už šio eksperimento

← Grįžti prie eksperimento

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai