Определение скорости волны на струне
На струне фиксированной длины возбуждайте стоячие волны. По гармоникам f_n находите v = 2 f_n L / n и усредняйте.
Школьные· 22 мин
Цель работы
Определить скорость волны v на струне по условию f_n = n v / (2L) для нескольких гармоник n.
Оборудование
- Струна (L = 1,2 м)
- Генератор частоты
- Выбор гармоники n
Эксперимент
Теория
Для струны, закреплённой с обоих концов, частоты стоячих волн f_n = n v / (2L), n = 1, 2, 3, … Отсюда v = 2 f_n L / n. Длина струны в работе L = 1,2 м.
Ход работы
- Длина струны зафиксирована: L = 1,2 м. Выберите номер гармоники n.
- Настройтесь на резонанс и запишите частоту f (небольшой шум генератора).
- Повторите не менее чем для 5 разных гармоник. В таблице считается v = 2 f L / n.
- Итог — выборочное среднее по столбцу v. Сравните с эталоном и сформулируйте вывод.
Вывод
Средняя скорость волны согласуется для всех гармоник в пределах допуска. Основные погрешности: настройка на резонанс и идеализация однородной струны без жёсткости.