Bežiace vlny na strune: rýchlosť, frekvencia a vlnová dĺžka

1 · Predikuj

Struna pri pevnom napínaní nesie bežiacu vlnu. Keď ju budíš vyššou frekvenciou, čo sa stane s vlnovou dĺžkou?

• Vlnová dĺžka sa skracuje — rýchlosť vlny zostáva pevná, takže vyššia frekvencia stlačí vzor.
• Vlnová dĺžka sa predlžuje pri vyššej frekvencii.
• Vlnová dĺžka sa sa s frekvenciou nemení.

2 · Priprav

1. Otvor predvolbu bežiaca vlna a stlač Resetovať. Napínanie struny (120 N) a lineárna hustota (0.01 kg/m) sú pevné.
2. Zapni odčítanie vlnovej dĺžky na strune.
3. Nastav budiacu frekvenciu pre každý pokus a zaznamenaj vlnovú dĺžku, keď je vzor ustálený.

3 · Zbieraj údaje

Zaznamenaj vlnovú dĺžku λ (os y) verzus 1/f (os x) pre svoje tri pokusy. Je priamka rovná cez začiatok?

4 · Analyzuj

1. Pre jeden pokus vypočítaj v = √(T/μ) s T = 120 N a μ = 0.01 kg/m, potom λ = v/f. Porovnaj obe s tabuľkou.
2. Rýchlosť vlny je rovnaká vo všetkých troch pokusoch. Vysvetli pomocou v = fλ, prečo zdvojnásobenie frekvencie musí prepoloviť vlnovú dĺžku.

5 · Rozšír

1. Keby si zvýšil napínanie struny namiesto frekvencie, zvýšila by sa alebo znížila rýchlosť vlny? Predĺžila by alebo skrátila sa vlnová dĺžka pri pevnej frekvencii?
2. Rýchlosť vlny závisí na prostredí (tu napínanie a lineárna hustota), nie na tom, ako rýchlo trasieš strunou. Vysvetli, prečo frekvencia a rýchlosť vlny sú nezávislé veličiny, ktoré nastavuješ oddelene.

Fyzika za týmto experimentom

← Späť na experiment

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky