Stygos svyravimai

 Stygos svyravimų tyrimas Darbo tikslas. Susipažinti su stovinčiųjų bangų stygoje dėsningumais. Nustatyti skersinių bangų sklidimo greičio ir savųjų dažnių priklausomybę nuo stygos įtempimo. Teorinė dalis. Neriboto ilgio stygoje sklindančios bangos lygtis: s=smcos(ωt – kx), s- virpančių dalelių nuokrypis, sm- virpėjimo amplitudė, ω- virpėjimo ciklinis dažnis, k=2π/λ (λ- bangos ilgis)- banginis skaičius. Dviems bangoms sklindant ta pačia styga priešingomis kryptimis susidaro stovinčioji banga: s=s1+s2=2smcoskxcosωt skirtinga x kordinatę turinčių stygos dalelių virpėjimo amplitudė: │2smcoskx│=│2smcos(2π/λ)x│ Nuokrypio mazgai: (2π/λ)x = π/2; 3π/2, 5π/2,…. Nuokrypio pūpsniai, jų amplitudė didžiausia ir lygi 2sm. (2π/λ)x=0, π, 2π, 3π,…. Stygoje skersinių bangų fazinis greitis: vt=√F/ρS=2d√F/πρ, d- stygos skersmuo, ρ- medžiagos tankis, S=πd2/4. Įtvirtintoje stygoje stovinčios bangos susidaro tada, kai ilgyje l telpa sveikas sklindančios bangos pusbangių skaičius. l = n(λn/2) (n=1,2,3,…) Šios bangos ilgius λn = 2l/n atitinka savieji stygos dažniai νnt = vt/λn = n/dl∙√F/πρ Aparatūra ir darbo metodas. Eksperimentinio įrenginio schema pavaizduota paveikslėlyje. Čia: AB - abiem galais įtvirtinta styga, 4 - garsinio dažnio srovės generatorius, NS - nuolatinis magnetas. Vienas tiriamos stygos galas B įtvirtintas nejudamai, o kitas galas A, permestas per skridinėlį, ir prie jo pritvirtinta lėkštelė 2. Stygos įtempimas keičiamas svareliais 3. Stygos galai prijungti prie kintamosios srovės šaltinio 4. Kai stygos AB atkarpa yra tarp nuolatinio magneto NS polių, tekant styga kintamajai elektros srovei, atsiranda Ampero jėga, kuri vienu srovės pusperiodžiu atlenkia stygą į vieną pusę, o kitu - į priešingą pusę, t.y. suvirpina stygą. Kai generatoriaus dažnis su vienu stygos savųjų svyravimų dažniu υn, o magnetas yra stovinčiosios bangos pūpsnyje, atsiranda rezonansas ir stygoje atsiranda stovinčioji banga. Darbo eiga. 1. Išmatuojame stygos ilgį l ir jos skersmenį d. 2. Įjungiame garsinio dažnio generatorių. 3. Įtempiame stygą, padėję ant lėkštelės 100 g svarelį (tempimo jėga F1). 4. Nuolatinį magnetą pastatome stygos viduryje. 5. Sukdami generatoriaus rankenėlę "Dažnis" (reikia pradėti nuo žemiausio dažnio), esant daugikliui padėtyje "1", stygoje gauname pirmąją harmoniką, užregistruojame jos dažnį υ1 ir įrašome į lentelę (svyravimų amplitudę reguliuojame keisdami generatoriaus įtampą). 6. Magnetą perstumdami į sekančios harmonikos bangos pūpsnį ir keisdami generatoriaus virpesių dažnį, gauname kitas stovinčias bangas. 7. Lentelėje nubrėžiame gautų stovinčių bangų profilius. 8. Padidiname stygos įtempimą ir vėl atliekame analogiškus υn matavimus. Lentelės apkrovą keičiame nuo 100 iki 400 g. 9. Imdami eksperimentines υn reikšmes, apskaičiuojame skersinių bangų sklidimo stygoje eksperimentinius greičius v. 10. Apskaičiuojame teorines v reikšmes. 11. Apskaičiuojame stygos savuosius teorinius dažnius υn, įrašome juos į lentelę ir palyginame su eksperimentiniais. 12. Nubrėžiame viename paveiksle teorinį ir eksperimentinį skersinių bangų greičio priklausomybės nuo stygos įtempimo grafikus: vt = f1 (F) ir ve = f2 (F). Rezultatai. l = 1,170 · 10-3 m; d = 35 · 10-5 m; ρ = (8750 ± 10) kg/m3. Įtempimo Hamonikos vn= λn νn Teorinis dažnis Teorinis greitis jėga Fi νn,Hz λn, m vn, m/s

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!