Stāvvilņi: harmoniskie uz fiksētas stīgas

1 · Prognozē

Stīga, fiksēta abos galos, rezonē noteiktās frekvencēs, ko sauc par harmoniskajiem. Kā 2. un 3. harmoniskā frekvence attiecas uz pamatvilni?

• Harmonisko frekvences neseko nekādam vienkāršam rakstam attiecībā pret pamatvilni.
• Katra harmoniskā frekvence ir puse no iepriekšējās.
• Katra harmoniskā frekvence ir vesela skaitļa reizinātājs no pamatfrekvences.

2 · Iestati

1. Atver stāvvilņa eksperimentu un nospied Atiestatīt. Vilkme (120 N), lineārais blīvums (0.01 kg/m) un garums (1.2 m) ir fiksēti.
2. Ieslēdz pamatfrekvences rādījumu uz stīgas.
3. Iestati harmoniskā numuru n katram mēģinājumam un ieraksti rezonanses frekvenci.

3 · Vāc datus

Zīmē rezonanses frekvenci fₙ (y ass) pret harmoniskā numuru n (x ass) saviem trim mēģinājumiem. Vai līnija iet caur sākumpunktu?

4 · Analizē

1. Izrēķini f₁ = √(T/μ)/(2L) ar T = 120 N, μ = 0.01 kg/m, L = 1.2 m, tad fₙ = n·f₁ katrai rindai. Salīdzini ar tabulu.
2. Tavam fₙ pret n grafikam vajadzētu būt taisnei caur sākumpunktu ar slīpumu f₁. Izskadyro, kāpēc abu galu fiksēšana piespiež rezonēt tikai f₁ veselos reizinātājos.

5 · Paplašina

1. Ģitāras stīgas pamatvilnis nosaka noti, ko tu dzirdi, bet stīga arī vibrē augstākajos harmoniskajos vienlaikus, dodot notij tās tembru. Kur citur šajā lietotnē vari redzēt vairākus harmoniskos apvienotus?
2. Ja tu saīsinātu stīgu uz pusi tās garuma (vilkmei un lineārajam blīvumam paliekot tas pats), kas notiktu ar pamatfrekvenci? Izmanto f₁ = v/(2L), lai izskaidrotu.

Fizika aiz šī eksperimenta

← Atpakaļ pie eksperimenta

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas