Bangas un skaņa
Ejošais vilnis uz stīgas
Nospied „Atskaņot“ — vēro, kā izplatās y = A sin(kx − ωt); izmēri y(t) stīgas vidū.
Ejošais vilnis uz stīgas — interaktīva Bangas un skaņa simulācija. Nospied „Atskaņot“ — vēro, kā izplatās y = A sin(kx − ωt); izmēri y(t) stīgas vidū. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Ejošais vilnis
Sinusoidāls traucējums ceļo pa stīgu ar ātrumu v = √(T/μ).
Katrs punkts svārstās šķērsām, kamēr raksts kustas pa stīgu. Viļņa skaitlis k un leņķiskā frekvence ω ir saistīti ar stīgas dispersijas sakarību.
- y = A sin(kx − ωt)
- v = √(T/μ)
Izpētes kopsavilkums
Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju
Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.
Virzošais jautājums
Stīga zem fiksētas vilkmes nes ejošu vilni. Ja tu to ierosināsi augstākā frekvencē, kas notiek ar viļņa garumu?
Prognozes, ko svērt
- Viļņa garums kļūst īsāks — viļņa ātrums paliek fiksēts, tāpēc augstāka frekvence saspiež rakstu.
- Viļņa garums kļūst garāks pie augstākas frekvences.
- Viļņa garums nemainās ar frekvenci.
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Ierosmes frekvence f (Hz)
Ko tu mēri:
- Viļņa ātrums v (m/s)
- Viļņa garums λ (m)
Kā izpēte norit
- Atver ejošā viļņa eksperimentu un nospied Atiestatīt. Stīgas vilkme (120 N) un lineārais blīvums (0.01 kg/m) ir fiksēti.
- Ieslēdz viļņa garuma rādījumu uz stīgas.
- Iestati ierosmes frekvenci katram mēģinājumam un ieraksti viļņa garumu, kad raksts ir stabils.
Noteicošais vienādojums
Viļņa ātrums uz stīgas — v = √(T/μ)
Ātrums, ar kādu šķērsvilnis ceļo pa izstieptu stīgu, atkarīgs tikai no stīgas vilkmes un masas uz garuma vienību — ne no frekvences vai amplitūdas.
Universālā viļņu sakarība — v = f·λ
Jebkuram vilnim ātrums ir frekvence reiz viļņa garums. Tā kā v ir noteikts ar stīgu, f celšana piespiež λ sarukt proporcionāli.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Vienam mēģinājumam izrēķini v = √(T/μ) ar T = 120 N un μ = 0.01 kg/m, tad λ = v/f. Salīdzini abus ar tabulu.
- Viļņa ātrums ir tas pats visos trīs mēģinājumos. Izskadyro, izmantojot v = fλ, kāpēc frekvences dubultošanai jāsaīsina viļņa garums uz pusi.
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Ja tu palielinātu stīgas vilkmi, nevis frekvenci, vai viļņa ātrums pieaugtu vai samazinātos? Vai viļņa garums pie fiksētas frekvences kļūtu garāks vai īsāks?
- Viļņa ātrums atkarīgs no vides (šeit vilkmes un lineārā blīvuma), nevis no tā, cik ātri tu krati stīgu. Izskadyro, kāpēc frekvence un viļņa ātrums ir neatkarīgi lielumi, ko tu iestati atsevišķi.
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.2 Wave model
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Middle School Physical Science — Wave amplitude and energy
- Middle School Physical Science — Waves meeting materials
- Sveicināts ejošā viļņa eksperimentā
- Atlasīts stīgu
- Nospied „Atskaņot”
- Vēro to kustam
- Atver Īpašību paneli
- Tev izdevās!
Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.
Atvērt interaktīvo laboratoriju →