Ćwiczenie nr 15 - if univ rzeszow pl

Ćwiczenie nr 65 a
Temat: Rezonans akustyczny: wyznaczanie prędkości fali dźwiękowej w
powietrzu za pomocą rury Kundta.
LITERATURA:
Sz. Szczeniowski – Fizyka doświadczalna t. 1: Mechanika i akustyka.
T. Dryński – Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki.
D. Halliday, R. Resnick – Fizyka t. 2, PWN Warszawa 1984.
B. Jaworski, A. Dietłaf – Kurs fizyki , t.3, PWN, Warszawa 1984.
H. Szydłowski – Pracownia fizyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN,
Warszawa 1997 .
6. J. Smela, T. Zamorski, A. Puch „Pierwsza pracownia fizyczna- przewodnik”
Wydawnictwo Oświatowe FOSZE, Rzeszów 1995.
1.
2.
3.
4.
5.
CEL ĆWICZENIA:
- Praktyczne zapoznanie się ze zjawiskiem powstawania fali stojącej w różnych
materiałach.
- Zaznajomienie się z wyznaczaniem długości fali metodą fali stojącej
- Wyznaczenie wartości prędkości fali podłużnej w materiale pręta, oraz modułu
Younga tego materiału.
ZAGADNIENIA KOLOKWIALNE:
1. Ruch falowy i wielkości go charakteryzujące. Podział fal.
2. Prędkość fali podłużnej i poprzecznej w ośrodkach sprężystych.
3. Zależność prędkości fali dźwiękowej w powietrzu od temperatury, wzór
Laplace’a.
4. Interferencja fal, fale stojące.
5. Podłużne drgania rezonansowe prętów i słupów powietrza.
6. Wyznaczanie prędkości fali podłużnej w materiale metodą rury Kundta.
WYKONANIE DOŚWIADCZENIA:
Wysuszyć rurę używając suszarki.
Wsypać do rury sproszkowany korek.
Zmierzyć długość pręta L i zamocować go w połowie jego długości.
Wywołać w rurze falę stojącą i zmierzyć odległość pomiędzy kilku
kolejnymi węzłami l.
Uwaga: Pręty metalowe należy pocierać szmatką na którą należy nałożyć
trochę sproszkowanej kalafonii.
1.
2.
3.
4.
Przy pocieraniu pręta należy powoli przesuwać tłoczek zamykający koniec rury.
Dla tego samego pręta pomiar należy powtórzyć kilka razy.
5. Wyznaczyć średnią wartość długości fali w powietrzu λ 1 i odpowiadającą tej
samej częstotliwości drgań długość fali λ 2 w materiale pręta.
6. Wyznaczyć prędkość propagacji fali podłużnej v1 w materiale pręta na
podstawie zależności:
v  vp 
2
1
Uwaga: Wartość prędkości vp fali dźwiękowej w powietrzu można znaleźć w
tablicach, lub obliczyć ze wzoru Laplace’a, przy czym prędkość fali w
powietrzu w temperaturze 273,15 (K) wynosi 331(m/s).
7. Obliczyć wartość modułu Younga materiału pręta: E=ρv12 , przy czym ρ
należy odczytać z tablic.
Wskazówki do obliczeń:
-Błąd wyznaczenia prędkości fali oraz modułu Younga można obliczyć metodą
pochodnej logarytmicznej.
-Błąd pomiaru długości pręta jest równy dokładności odczytu na skali przymiaru
Przyrządy:
Rura Kundta, przymiar milimetrowy, kalafonia, denaturat, suszarka,
sproszkowany korek, denaturat, ściereczki.