1. Рассчитайте и запишите в таблицу значения длин волн λ = 2L/m , соответствующих различным формам колебаний, и скорости распространения волн Vэкс= λν. Найдите среднее значение ‹V› скорости волны для каждого значения натяжения струны и оцените погрешность ΔV по формуле:
,
где Δν = 5 Гц, ΔL = 1 см.
2. Рассчитайте по формуле (9) теоретические значения νтеор собственных частот колебаний струны, сравните их с экспериментальными.
3. Рассчитайте по формуле (8) теоретические значения Vтеор скорости волны в струне при разных натяжениях.
4. Постройте в одной системе координат графики зависимости ‹V›2(F) и Vтеор2(F). Убедитесь в справедливости формулы (8).
Таблица 1 - Таблица экспериментальных и расчетных данных
Сила натяжения F, Н
Номер собственного колебания m
λ, м
Форма собственного колебания
Собственная частота νm, Гц
Скорость поперечной волны V, м/с
νэкс
νтеор
Vэкс= λν
‹V›±ΔV
Vтеор
F1
F2
F3
F4
F5
Контрольные вопросы
1. Что такое волна? Запишите уравнение плоской гармонической волны. Дайте определение основных величин, характеризующих волновой процесс (А, Т, ν, ω, k, λ, φ) и укажите единицы их измерения.
2. Какая волна называется стоячей? При каких условиях она возникает ? В каком случае фаза волны при отражении от преграды изменяется?
3. Выведите уравнение стоячей волны. Что такое узлы и пучности?
4. При каких условиях образуется стоячая волна на струне? Как вычислить собственные частоты колебаний струны?
5. От чего зависит скорость распространения колебаний в струне?