Порядок выполнения работы. 3.1. Определение длины волны и скорости стоячей волны при неизменной частоте u механических колебаний струны

3.1. Определение длины волны и скорости стоячей волны
при неизменной частоте u механических колебаний струны

3.1.1. Установить на звуковом генераторе частоту тока, подаваемого на электромагнит, величиной 70–80 Гц.

3.1.2. Записать в табл. 1 значение частоты механических колебаний струны и силу натяжения струны равную весу гири 5.

Таблица 1

№ п/п	Vген, Гц	Vмех, Гц							(V)’

3.1.3. Установить подвижную подставку 17 на отметке 10–15 см,
определяемую по шкале 2.

3.1.4. Перемещая плавно вправо подставку 17, получить на струне одну полуволну.

3.1.5. Определить по шкале 2 значение длины первой полуволны .

3.1.6. Продолжая перемещать подставку 17 вправо, получит на струне две полуволны, затем три полуволны.

3.1.7. По шкале 2 определить значение второй и третьей полуволн.

3.1.8. Из полученных значений длин полуволн, определить среднее значение длины полуволны и среднее значение длины волны .

3.1.9. По формуле (1.7) рассчитать фазовую скорость распространения стоячей волны по струне .

3.1.10. Увеличить силу натяжения струны F₂ и проделать п. 3.1.3–3.1.8 и определить скорость .

3.1.11. Для силы натяжения струны F₃ определить , проделывая п. 3.1.3–3.1.8.

3.1.12. Все данные занести в табл. 1.

3.2. Определение длины волны и скорости распространения
стоячей волны по струне при определенной длине её l

3.2.1. Установить подвижную подставку 17 на отметке 70–80 см по шкале 2 и записать в табл. 2 значение длины струны l.

3.2.2. Поворачивая плавно рукоятку лимба 12, зафиксировать частоту тока, подаваемого на электромагнит 6, при которой на струне появится одна полуволна первой волны .

3.2.3. Записать в табл. 2 силу натяжения струны F₁ и частоту механических колебаний струны v₁, когда распространяется стоячая волна .

Таблица 2

№ п/п	, Н	v1, Гц	v2, Гц	v3, Гц	, см	, см	, см	, м/с	, м/с	, м/с	Vср

 

3.2.4 Изменяя плавно частоту тока рукояткой 12, получить на струне две полуволны второй волны , а затем три полуволны третьей длины волны .

3.2.5. Частоты механических колебаний струны v₁, v₂, v₃ и длины волн , , занести в таблицу и рассчитать фазовые скорости распространения стоячих волн , , по струне по формуле (1.7).

3.2.6. Для сил натяжения струны F₂ и F₃ проделать п. 3.2.2–3.2.5.

3.2.7. Из трех значений скоростей определить среднее значение скорости для каждой силы натяжения струны.

3.2.8. Все измеренные и рассчитанные величины записать в табл. 2.

3.3. Построение графика зависимости фазовой скорости
от силы натяжения струны V = f(F)

3.3.1. Для силы натяжения струны F₁ определить среднее значение фазовой скорости, для этого взять значения .

3.3.2. Расчет фазовых скоростей и для сил натяжения F₂ и F₃ сделать, как и в п. 3.3.1.

3.3.3. По значениям , , и силам F₁, F₂, F₃ построить график (рис. 2.3).

 

Рис. 2.3

3.3.4. Апроксимируя график, т. е. продолжая график до пересечения с осью скоростей, найти скорость при силе .