Dalgalar ve Ses
Telde duran dalga
Oynat'a basın — düğümler (gri) sabit kalır; karınlar (parlak) y = A sin(nπx/L) cos(ωt) ile salınır.
Telde duran dalga — etkileşimli Dalgalar ve Ses simülasyonu. Oynat'a basın — düğümler (gri) sabit kalır; karınlar (parlak) y = A sin(nπx/L) cos(ωt) ile salınır. Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
Duran dalga
Sabit bir teldeki yansımalar düğümler ve karınlar oluşturur — desen yerinde salınır.
Bir duran dalga, zıt yönlerde ilerleyen iki özdeş yayılan dalganın üst üste binmesidir. Düğümlerde genlik sıfırdır; karınlar maksimum düzeyde salınır.
- y = A sin(nπx/L) cos(ωt)
- λₙ = 2L/n
Araştırma özeti
Laboratuvarı açmadan önce soruyu planlayın
Bu özet, önceden oluşturulmuş sayfayı yansıtır: yönlendirici soru, yarışan tahminler, değişken rolleri, yöneten yasalar, kurulum, analiz ve geliştirme istemleri görünür kalır ve bu sırayı izler.
Sürüş sorusu
Her iki ucuna sabitlenmiş bir tel, harmonik adı verilen belirli frekanslarda rezonansa girer. 2. ve 3. harmoniklerin frekansının temel ile ilişkisi nedir?
Tartılacak tahminler
- Harmonik frekanslar temel frekanslara göre basit bir model izlemez.
- Her harmoniğin frekansı bir öncekinin yarısı kadardır.
- Her harmoniğin frekansı temelin tam sayı katıdır.
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Harmonik numarası n
Ölçtüğünüz şey:
- Temel f₁ (Hz)
- Rezonans frekansı fₙ (Hz)
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- Duran Dalgalar ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Gerginlik (120 N), doğrusal yoğunluk (0,01 kg/m) ve uzunluk (1,2 m) sabittir.
- Tel üzerindeki temel frekans okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için harmonik sayısını n ayarlayın ve rezonans frekansını kaydedin.
Yönetim denklemi
Sabit Uçlu Duran Dalga Temel Frekansı — f₁ = v/(2L)
Her iki ucuna sabitlenmiş bir ip, en düşük (temel) frekansı dalga hızına ve ip uzunluğuna bağlı olan bir duran dalgayı destekler: f₁ = v/(2L).
Harmonik Serisi — fₙ = n·f₁
Daha yüksek rezonans modları temel frekansın tam sayı katlarında oluşur: fₙ = n·f₁. Her n tam sayısı, tele sığan bir yarım dalga boyu daha anlamına gelir.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Her satır için T = 120 N, μ = 0.01 kg/m, L = 1.2 m kullanarak f₁ = √(T/μ)/(2L)'yi hesaplayın, ardından fₙ = n·f₁'yi hesaplayın. Tabloyla karşılaştırın.
- Fₙ-vs-n grafiğiniz, f₁ eğimiyle başlangıç noktasından geçen düz bir çizgi olmalıdır. Her iki ucu sabitlemenin neden yalnızca f₁'nin tam sayı katlarını rezonansa zorladığını açıklayın.
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- Bir gitar telinin temeli duyduğunuz notayı belirler, ancak tel aynı anda daha yüksek harmoniklerde titreşir ve notaya tınısını verir. Bu uygulamada başka nerede birden fazla harmoniğin bir arada olduğunu görebilirsiniz?
- İpi uzunluğunun yarısına kadar kısaltırsanız (gerginliği ve doğrusal yoğunluğu aynı tutarak), temel frekansa ne olur? Açıklamak için f₁ = v/(2L) kullanın.
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.4 Standing waves and resonance
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Hangi örüntü?
- Harmoniği artır
- Rezonansı kaydet
- Verileri aç
- Kanıtını açıkla
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.