Valovi in zvok
Potujoči val na struni
Pritisni Predvajaj — glej, kako se širi y = A sin(kx − ωt); sondiraj y(t) na sredini strune.
Potujoči val na struni — interaktivna simulacija Valovi in zvok. Pritisni Predvajaj — glej, kako se širi y = A sin(kx − ωt); sondiraj y(t) na sredini strune. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.
Potujoči val
Sinusno motnja potuje po struni s hitrostjo v = √(T/μ).
Vsaka točka niha prečno, vzorec pa se premika po struni. Valovno število k in krožna frekvenca ω povezuje disperzijska zveza za struno.
- y = A sin(kx − ωt)
- v = √(T/μ)
Oris preiskave
Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij
Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.
Vodilno vprašanje
Struna pod fiksno napetostjo nosi potujoči val. Če jo vzbudiš z višjo frekvenco, kaj se zgodi z valovno dolžino?
Predvidevanja za pretehtanje
- Valovna dolžina se skrajša — hitrost vala ostane fiksna, zato višja frekvenca stisne vzorec.
- Valovna dolžina se podaljša pri višji frekvenci.
- Valovna dolžina se s frekvenco ne spremeni.
Vloge spremenljivk
Kaj nastaviš:
- Vzbujalna frekvenca f (Hz)
Kaj izmeriš:
- Hitrost vala v (m/s)
- Valovna dolžina λ (m)
Kako poteka preiskava
- Odpri prednastavitev travelling-wave in pritisni Ponastavi. Napetost strune (120 N) in linearna gostota (0,01 kg/m) sta fiksni.
- Omogoči odčitek valovne dolžine na struni.
- Nastavi vzbujalno frekvenco za vsak poskus in zabeleži valovno dolžino, ko je vzorec umirjen.
Vodilna enačba
Hitrost vala na struni — v = √(T/μ)
Hitrost, s katero prečni val potuje po napeti struni, je odvisna samo od napetosti strune in mase na enoto dolžine — ne od frekvence ali amplitude.
Univerzalna valovna zveza — v = f·λ
Za vsak val je hitrost enaka frekvenci krat valovna dolžina. Ker v določa struna, višja f prisili λ, da se sorazmerno skrči.
Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati
- Za en poskus izračunaj v = √(T/μ) s T = 120 N in μ = 0,01 kg/m, nato λ = v/f. Primerjaj oba s tabelo.
- Hitrost vala je enaka v vseh treh poskusih. Z v = fλ razloži, zakaj mora podvojitev frekvence prepoloviti valovno dolžino.
Kje se to pokaže onkraj laboratorija
- Če bi povečal napetost strune namesto frekvence, bi hitrost vala narasla ali padla? Bi valovna dolžina pri fiksni frekvenci postala daljša ali krajša?
- Hitrost vala je odvisna od medija (tu napetost in linearna gostota), ne od tega, kako hitro treseš struno. Razloži, zakaj sta frekvenca in hitrost vala neodvisni količini, ki ju nastavljaš ločeno.
- 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
- Dobrodošli pri potujočem valu
- Izberi struno
- Pritisni Predvajaj
- Glej ga premikati se
- Odpri ploščo Lastnosti
- Uspelo ti je!
Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.
Odpri interaktivni laboratorij →