Tyrimas - stygų svyravimai

Darbo užduotis Taikant stovinčiąsias bangas, ištirti stygos savųjų dažnių ir skersinių bangų sklidimo fazinio greičio priklausomybę nuo stygą tempiančios jėgos. Teorinė dalis Banga – svyravimų sklidimas aplinka. Kad susidarytų banga, turi būti išpildyta sąlyga – turi vykti lygiavertūs mainai tarp kinetinės ir potencinės energijos. Bangos ilgis - bangos fronto nueitas kelias per periodą. Vienmatės bangos lygtis: Koherentinių bangų sudėtis vadinama interferencija. Kai susitikusių bangų dažniai, pradinės fazės ir amplitudės vienodi, o kryptys beveik sutampa tai bangos vadinamos koherentinėmis. Stovinčios bangos susidaro interferuojant krentančiai ir atsispindėjusiai bangai. Stovinčiose bangose nėra fazės poslinkio ir jos neperneša energijos. Stovinčios bangos stygoje susidaro tik tada kai į stygos ilgį telpa sveikas pusbangių skaičius Bangos ilgis stygoje priklauso nuo greičio ir dažnio. Didesnį dažnį atitinka mažesnis bangos ilgis, Didesnį greitį atitinka didesnis bangos ilgis. Greitis priklauso nuo stygos įtempimo. Dažniai kuriais svyruoja styga, vadinami stygos savaisiais dažniais. Žemiausias dažnis vadinamas pagrindiniu. Aukštesnis dažniai (n=2,3,4,..) yra pagrindinio dažnio kartotiniai ir vadinami aukštesnėmis harmonikomis. Aparatūra Darbo įrenginio principinė schema parodyta 2 paveiksle. Stygos, esančios pastovaus magneto 1 magnetiniame lauke, vienas galas įtvirtintas nejudamai. Prie antrojo, permesto per skridinėlį 2, pakabinta lėkštelė 3. Dedant ant lėkštelės svarelius, keičiamas stygos įtempimas, o tuo pačiu stygos savasis virpėjimo dažnis. Prie stygos prijungus garsinių dažnių generatoriaus 4 įtampą, styga teka kintamoji srovė. Dėl to magnetiniame lauke esančią laido dalį, kuria teka kintamoji elektros srovė, veikia periodinė magnetinė jėga. Ši jėga stygoje sukelia skersines bangas, kurių dažnis lygus srovės dažniui. Generatoriaus srovės dažnį galima tolydžiai keisti. Kai srovės dažnis pasidaro lygus įtemptos stygos vienam savajam dažniui (8), stygoje susidaro stovinčiosios bangos (1 pav.) – ji rezonuoja ir atskiri taškai virpa didžiausiomis amplitudėmis. Darbo metodas. 1. Susipažinęs su aparatūra, virpesių generatorių įjungiu į elektros tinklą. 2. Išmatavęs stygos ilgį  ir skersmenį d, stygą įtempiu padėjęs ant lėkštelės svarelį. Apskaičiuoju įtempimo jėgą niutonais: ; čia - lėkštelės masė. Padėjęs magnetą ties stygos viduriu, lėtai keičiu generatoriaus virpesių dažnį (pradėjęs nuo žemiausio) ir randu pagrindinį stygos savąjį dažnį (1 pav., a atvejis). Perstatydamas magnetą ties naujos harmonikos pūpsnio tikimiausia vieta (žiūr. 1 pav.) ir tolydžiai keisdamas generatoriaus dažnį randu stygos savuosius dažnius 2, 3, ir 4 (1 pav. atvejai b, c ir d). Apskaičiuoju atitinkamus bangų ilgius n . Matavimo ir skaičiavimo rezultatus surašau į lentelę. 3. Lėkštelės apkrovos masę didindamas kas 100 g iki 0,4 kg, kas kart atlieku 2-ame punkte aprašytus veiksmus ir skaičiavimus. 4. Kiekvienam įtempimui, visoms 4-ioms harmonikoms pagal formulę apskaičiuoju fazinį greitį ir jo aritmetinį vidurkį. 5. Kiekvienam stygos įtempimui pagal (6) ir (8) formules apskaičiuoju taip vadinamas „teorines” fazinio greičio ir harmonikų vertes. 6. Brėžiu grafikus: a) vienoje koordinačių sistemoje vaizduoju abiem būdais gauto fazinio greičio priklausomybę ; antrame grafike vaizduoju abiem būdais nustatytą pasirinktos harmonikos dažnio priklausomybę . Darbo rezultatai. Įtempio jėga Fi Harmonikos vn=λnυn Teorinis dažnis υti, Hz Teorinis greitis vti, m/s υin, Hz λin, 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!