Визначення частоти звукових коливань методом стоячої хвилі. Лабораторна робота з Фізика. Робота № 300087

Перехід до торгівельного партнера Binance

Визначення частоти звукових коливань методом стоячої хвилі

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Інші

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2024

Тип роботи:

Лабораторна робота

Предмет:

Фізика

Варіант:

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Лабораторна робота №18 ВИЗНАЧЕННЯ ЧАСТОТИ ЗВУКОВИХ КОЛИВАНЬ МЕТОДОМ СТОЯЧОЇ ХВИЛІМета роботи Визначення частоти звукових коливань. Прилади та обладнання Скляна трубка, міліметрова лінійка, поршень, телефон, ґенератор низькочастотних коливань. Опис вимірювального пристрою EMBED PBrush Всередині скляної трубки (1), закріпленої на підставках (2), може переміщатися поршень (3). Один кінець трубки закриває джерело звуку – телефон (5). Положення лівого краю поршня, тобто відстань між мембраною телефона і поршнем визначають міліметровою лінійкою, прикріпленою до трубки (1). Живлення телефона здійснюється низькочастотним ґенератором (4); ґенератор під’єднують до електричної мережі і вмикають клавішею (6), а зміну частоти сигналу, що подається на телефон, здійснюють клавішами (а, б, в). Виведення розрахункової формули Звукова хвиля збуджується мембраною телефона (5) і розповсюджується у повітрі в об’ємі трубки (1). Дійшовши до поршня, хвиля відбивається і в результаті накладання відбитої хвилі з падаючою утворюється стояча хвиля. Як відомо, рівняння стоячої хвилі записується у вигляді: EMBED Equation.3 = 2A coskx cos EMBED Equation.3 t, (1) де 2Acoskx= Аст– амплітуда стоячої хвилі, А  амплітуда падаючої хвилі, k=2 EMBED Equation.3  EMBED Equation.3  хвильове число, EMBED Equation.3  довжина падаючої хвилі, EMBED Equation.3  циклічна частота коливань. EMBED PBrush Пересуваючи поршень вздовж трубки, спостерігаємо зміну гучності звуку. Максимальною сила звуку буде тоді, коли біля поверхні мембрани телефона утворюється пучність, а біля поверхні поршня – вузол стоячої хвилі (див. рис.2). Розташування вузлів визначається з умови: 2Acoskx = 0 (2) Звідси kx=(2n–1)( EMBED Equation.3 /2), а, враховуючи що k=2 EMBED Equation.3  EMBED Equation.3 , для координат вузлів отримаємо вираз: x = (2n–1)( EMBED Equation.3 4) = xn , (3) де n = 1,2,… Отже, при значеннях xn, які задаються формулою (3) (звучання повітряного стовпа максимальне) між мембраною і поршнем вкладається непарна кількість чвертей довжин хвиль (див.рис.2). Різниця відстаней між двома сусідніми вузлами чисельно дорівнює довжині стоячої хвилі: xn+1 – xn = L = EMBED Equation.3 ст (4) Частота звукових коливань ν зв’язана з довжиною хвилі EMBED Equation.3 співвідношенням: ν = vt / EMBED Equation.3 (5) де vtшвидкість поширення звуку в повітрі при температурі досліду. Відомо, що: vt = vo EMBED Equation.3 , (6) де v0  швидкість поширення звуку у повітрі при температурі t=00, EMBED Equation.3  температурний коефіцієнт розширення газів. Врахувавши (6), а також зв’язок між довжинами падаючої і стоячої хвиль ( EMBED Equation.3 = 2 EMBED Equation.3 ст = 2L ), для частоти звуку одержуємо розрахункову формулу: ν = EMBED Equation.3 (7) При підготовці до виконання роботи використати: Теоретична частина. Розділ 3.7; Додатки 1, 2. Послідовність виконання роботи 1.Виміряти температуру повітря і записати її у Табл. 1. 2.Під’єднати ґенератор коливань до електромережі з напругою 220 В. 3.Натиснувши клавішу 6, увімкнути ґенератор . 4.Для отримання коливань з частотою ν1 натиснути одну з клавіш перемикача частот (а, б, в). 5.Пересуваючи поршень з крайнього лівого положення вправо, виміряти і записати у Табл.1 відстані між мембраною телефона і лівим краєм поршня, для яких гучність звуку – максимальна (тобто визначи- ти і записати координати вузлів xn, де n = 1, 2, 3, 4 ). Див. рис. 2. 6.За формулою (4) розрахувати величини: L1 = x2 – x1 , L2 = x3 – x2 , L3 = x4 – x3 і визначити середнє значення довжини стоячої хвилі, як: EMBED Equation.3 . 7.Розрахувати абсолютну похибку величини L, як: EMBED Equation.3 де EMBED Equation.3 L1 =  L – L1 , EMBED Equation.3 L2 =  L – L2  , EMBED Equation.3 L3 =  L – L3  . 8.Результати розрахунків, проведених в п.6,7, записати у Табл.2. 9.Вмикаючи по черзі інші клавіші перемикача (а, б, в), повторити дії, зазначені у пунктах 4 – 8. 10.За формулою (7) розрахувати частоти звуку ν1, ν2, ν3, які відповідають клавішам: а, б, в і записати одержані значення у Табл.2. 11.Визначити похибки отриманих значень частот і записати їх у Табл.2. швидкість звуку в повітрі при температурі t=00 C v0 = 332 м/с, температурний коефіцієнт розширення газів EMBED Equation.3 = 0,00366 град-1 Таблиці результатів вимірювань і розрахунків Таблиця 1 Таблиця 2 Контрольні запитання 1. Якими параметрами характеризується хвильовий рух? 2. Як утворюються стоячі хвилі? 3. Вивести рівняння плоскої хвилі. 4. Вивести рівняння стоячої хвилі. 5. Як залежить довжина стоячої хвилі від довжини падаючої хвилі? 6. Які точки називаються вузлами, а які пучностями стоячої хвилі? Рекомендована література Курс фізики / За редакцією І.Є.Лопатинського. – Львів: Вид. «Бескид Біт», 2002. 2. Трофимова Т.И. Курс физики.– М.: Высшая школа, 1990. 3. Савельев И. В. Курс общей физики, т.2 –М.: Наука, 1982.

Лабораторна робота Фізика

01.01.1970 03:01-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись