Vågor och ljud
Löpande våg på en sträng
Tryck på Spela — se y = A sin(kx − ωt) fortplanta sig; mät y(t) i strängens mitt.
Löpande våg på en sträng — interaktiv Vågor och ljud-simulering. Tryck på Spela — se y = A sin(kx − ωt) fortplanta sig; mät y(t) i strängens mitt. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
fortskridande våg
En sinusformad störning färdas längs en sträng med farten v = √(T/μ).
Varje punkt svänger transversellt medan mönstret flyttas längs strängen. Vågtalet k och vinkelfrekvensen ω är kopplade genom dispersionsrelationen för en sträng.
- y = A sin(kx − ωt)
- v = √(T/μ)
Undersökningsblad
Planera frågan innan du öppnar labbet
Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.
Drivande fråga
En sträng med fast spänning bär en fortskridande våg. Om du driver den med högre frekvens, vad händer med våglängden?
Förutsägelser att väga
- Våglängden blir kortare — våghastigheten är fast, så högre frekvens pressar ihop mönstret.
- Våglängden blir längre vid högre frekvens.
- Våglängden ändras inte med frekvensen.
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Drivfrekvens f (Hz)
Det du mäter:
- Våghastighet v (m/s)
- Våglängd λ (m)
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen Fortskridande våg och tryck på Återställ. Strängens spänning (120 N) och linjedensitet (0.01 kg/m) är fasta.
- Aktivera våglängdsavläsningen på strängen.
- Ställ in drivfrekvensen för varje försök och notera våglängden när mönstret har stabiliserats.
Styrande ekvation
Våghastighet på en sträng — v = √(T/μ)
Hastigheten med vilken en transversell våg färdas längs en spänd sträng beror bara på strängens spänning och massa per längdenhet — inte på frekvens eller amplitud.
Den universella vågrelationen — v = f·λ
För varje våg är hastigheten lika med frekvensen gånger våglängden. Eftersom v är given av strängen tvingar en höjning av f λ att krympa proportionerligt.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Beräkna för ett försök v = √(T/μ) med T = 120 N och μ = 0.01 kg/m, sedan λ = v/f. Jämför båda med tabellen.
- Våghastigheten är densamma i alla tre försöken. Förklara, med v = fλ, varför en fördubblad frekvens måste halvera våglängden.
Var det här syns utanför labbet
- Om du ökade strängens spänning i stället för dess frekvens, skulle våghastigheten öka eller minska? Skulle våglängden vid en fast frekvens bli längre eller kortare?
- En vågs hastighet beror på mediet (här spänning och linjedensitet), inte på hur snabbt du skakar strängen. Förklara varför frekvens och våghastighet är oberoende storheter som du ställer in var för sig.
- 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
- Välkommen till Framåtgående våg
- Välj strängen
- Tryck på Spela upp
- Se den röra sig
- Öppna panelen Egenskaper
- Klart!
Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.