Unde staționare: armonici pe o coardă fixă

1 · Prezice

O coardă fixă la ambele capete rezonază la frecvențe specifice, numite armonici. Cum se leagă frecvența armonicii a 2-a și a 3-a de fundamentală?

• Frecvențele armonice nu urmează niciun tipar simplu relativ la fundamentală.
• Frecvența fiecărei armonici este jumătate din cea precedentă.
• Frecvența fiecărei armonici este un multiplu întreg al fundamentalei.

2 · Montaj

1. Deschide presetarea undei staționare și apasă Resetează. Tensiunea (120 N), densitatea liniară (0.01 kg/m) și lungimea (1.2 m) sunt fixe.
2. Activează citirea frecvenței fundamentale pe coardă.
3. Setează numărul de armonică n pentru fiecare încercare și înregistrează frecvența de rezonanță.

3 · Colectează date

Plotează frecvența de rezonanță fₙ (axa y) în funcție de numărul de armonică n (axa x) pentru cele trei încercări. Trece linia prin origine?

4 · Analizează

1. Calculează f₁ = √(T/μ)/(2L) folosind T = 120 N, μ = 0.01 kg/m, L = 1.2 m, apoi fₙ = n·f₁ pentru fiecare rând. Compară cu tabelul.
2. Graficul tău fₙ-în-funcție-de-n ar trebui să fie o dreaptă prin origine, cu panta f₁. Explică de ce fixarea ambelor capete forțează doar multiplii întregi ai lui f₁ să rezoneze.

5 · Extinde

1. Fundamentala unei corzi de chitară stabilește nota pe care o auzi, dar coarda vibrează simultan și la armonici superioare, dându-i notei timbrul. Unde altundeva în această aplicație poți vedea mai multe armonici combinate?
2. Dacă ai scurta coarda la jumătate din lungimea ei (păstrând tensiunea și densitatea liniară), ce s-ar întâmpla cu frecvența fundamentală? Folosește f₁ = v/(2L) pentru a explica.

Fizica din spatele acestui experiment

← Înapoi la experiment

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit