Експериментальні подробиці

Після того, як генератор ввімкнуто, він має прогрітися протягом 5-10 хвилин.

Сила натягу струни регулюється динамометром. Частота генератора ре­гулюється ручкою “Частота” та змінюється в двох діапазонах 10100 та 100400 Гц. Амплітуда коливань регулюється ручкою “Выход”.

Завдання

1. Розгляньте конструкцію установки. Увімкніть прилад.

2. Підбираючи належним чином частоту генератора, отримайте картину стоя­чих хвиль. Перевірте, чи виконується нерівність (28).

3. Змінюючи натяг струни при фіксованій частоті коливань, згенеруйте стоячі хвилі з різ­ною кількістю пучностей n. Занотуйте значення сили натягу для кожного випадку різних n.

4. Повторіть виміри п.3 ще для 3-4 значень частоти.

5. При постійному натягу струни, змінюючи частоту генератора, отримайте стоячі хвилі з різ­ною кількістю пучностей n (до максимально можливої). Для кожного n зафіксуйте значення частоти.

6. Натягуючи струну, повторіть ви­міри п.5 за різних значень натягу (10-12 значень). Повторіть виміри для цих же значень натягу, розслабляючи струну.

7. Визначте довжину та товщину струни.

Обробка експерименту.

1. Користуючись даними, отриманими в п. 5, побудуйте залежність сили натягу Т від . Чи відповідає вона формулі (27)? Розрахуйте густину матеріалу струни.

2. Результати п. 4 завдання подайте у графічному вигляді, відкладуючи вздовж осі абсцис виміряні значення частоти, а вздовж осі ординат — значення власних частот струни, розраховані за формулою (27). По­зна­чення точок слід вибирати таким чином, щоб можна було розрізнити да­ні, що відповідають різним значенням натягу. Визначте похибки, з якими отримані експериментальні точки. Позначте їх на графіку. Чи збігаються розраховані та виміряні значення в межах похибки експерименту? Які можуть бути причини розбіжності?

Контрольні запитання.

1. Формулу (21) було застосовано для опису стоячої поперечної хвилі. Чи можна за допомогою тієї ж формули описати коливання, що відповідають стоячій подовжній хвилі?

2. Яким чином відбиваються хвилі від вільного та закріпленого кінця стру­ни? Чому в одному з випадків хвилі відбиваються із втратою півхвилі, а в іншому - без втрати?

45