PRZEBIEG WICZENIA
A. Analiza drga metalowej struny poziomej.
1. 5 - krotny pomiar dugoci L oraz rednicy 2r struny.
2. Ustawienie elektromagnesu w poowie dugoci struny i wczenie prdu w obwodzie elektromagnesu pobudzajcego do drga górny koniec struny.
3. Dobór siy napinajcej oraz przesunicie szalki z odwanikiem do momentu uzyskania wzbudzenia pierwszej harmonicznej (n=1) fali stojcej w strunie. Zanotowanie masy odwaników oraz pooenia szalki na dwigni.
4. Pomiar rozkadu amplitudy drga struny wzdu fali stojcej.
5. Przeprowadzenie analogicznych pomiarów przy wzbudzeniu drugiej (n=2), trzeciej (n=3), czwartej (n=4) harmonicznej fali stojcej.
OPRACOWANIE WYNIKÓW
A. Analiza drga metalowej struny poziomej.
1. Wykrelenie przebiegów zalenoci amplitudy drga od pooenia wzdu struny poziomej i pionowej dla wszystkich badanych drga harmonicznych w obu metodach - WYKRESY 1, 2, 3.
2. Wyznaczenie wartoci rednich oraz odpowiadajcych im odchyle standardowych nastpujcych wielkoci:
a) dugo struny L
rednia dugo struny wynosi:
L = (111,20 ± 0,84) * 10-2 [m]
b) rednica struny 2r
Obliczona rednica struny:
2r = (38 ± 0,70) ×10- 5 [m]
3. Obliczenie wartoci siy napinajcej na podstawie zasady dziaania dwigni.
Obliczenia wykonujemy wykorzystujc wzór:
gdzie:
m - masa odwanika
w - odlego szalki od pocztku dwigni
g = 9,81 [m/s2] - przyspieszenie grawitacyjne
R = 0,03 [m] - promie bloczka, do którego przymocowana jest struna
Wyniki oblicze zawiera tabela.
n [1]
w ×10- 3 [m]
m [kg]
T [N]
2
60
0,50
9,810
3
90
0,10
2,943
5
70
0,05
1,145
4. Sporzdzenie wykresu zalenoci liczby obserwowanych poówek dugoci fali od odwrotnoci pierwiastka siy napinajcej - WYKRES 5.
T [N]
1/T1/2 [1/N1/2]
n [1]
9,810
0,319
2
2,943
0,583
3
1,145
0,935
5
5. Wyznaczenie parametrów kierunkowych prostej aproksymujcej zaleno
.
Prosta aproksymujca
ma nastpujce wspóczynniki kierunkowe:a = (4,92 ± 0,31) [
]b = (3,22 ± 0,20) ×10- 1 [1]
6. Wyznaczenie gstoci masy r badanej struny.
Porównujc wzór
oraz prost aproksymujc
otrzymujemy
Wzór na gsto masy materiau struny mona wyrazi wzorem
gdzie:
r = (1,90 ± 0,03) ×10- 4 [m] - promie struny
n = 50 [Hz] - czstotliwo wymuszanych drga
A = (1,657 ± 0,108) [
] - wspóczynnik proporcjonalnociL = (111,20 ± 0,84) * 10-2 [m] - dugo struny
Niepewno wyznaczenia gstoci struny:
Gsto struny wynosi:
r = (17,25 ± 1,09) ×103 [kg/m3]
7. Wyznaczenie prdkoci v propagacji fal w badanej strunie dla rónych si napinajcych.
Wzór na prdko propagacji fali:
gdzie:
T - sia napinajca
r = (17,25 ± 1,09) ×103 [kg/m3] - gsto struny
S - pole przekroju struny
S = Pr2 [m2]
S = (11,34 ± 0,71) ×10- 8 [m2] - pole przekroju struny
Niepewno wyznaczenia prdkoci fali:
Wartoci prdkoci fali dla rónych si napinajcych zawiera tabela:
T [N]
v [m/s]
Dv [m/s]
9,810
71
4
2,943
38,8
2,4
1,145
24,2
1,5
8. Porównanie wyznaczonej gstoci struny z danymi tablicowymi.
r = (17,25 ± 1,09) ×103 [kg/m3] - gsto struny wyznaczona dowiadczalnie
rt = 2,37 ×103 [kg/m3] - gsto tablicowa
Porównanie powyszych wartoci dao bd wzgldny D = 50,21%.
WNIOSKI
Na podstawie wykresu zalenoci liczby obserwowanych poówek dugoci fali od odwrotnoci pierwiastka siy napinajcej wnioskujemy, e zaleno ta jest liniowa.
Z porównania wyznaczonej wartoci gstoci masy struny z wartoci tablicow uzyskalimy bd wzgldny wynoszcy D = 50%. Tak dua warto bdu moe by wynikiem superpozycji niepewnoci wartoci uytych do wyznaczenia gstoci masy struny. Duy wpyw moe mie niepewno wyznaczenia wspóczynników prostej aproksymujcej 
.
Analizujc przebiegi zalenoci amplitudy drga od pooenia wzdu struny moemy stwierdzi, e przebieg teoretyczny (sinusoidalny) róni si od przebiegu wykrelonego. Jest to wynikiem maej liczby pomiarów, czyli zbyt duych odlegoci midzy punktami pomiaru.
Prdko propagacji fali ronie wraz ze wzrostem siy napinajcej, a maleje przy wzrocie liczby obserwowanych poówek fali.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
struna drgania, Drgania struny, Politechnika ĹšlÄ…ska
pomiary dla laborki drganie struny
drgania struny
Drgania struny
Drgania struny
Drgania struny
Lab 7, Drgania Poprzeczne Struny
Lab 7 Drgania Poprzeczne Struny
Drgania metalowej struny poziomej, STRUNA, PRZEBIEG ?WICZENIA
Drgania harmoniczne struny, Struna 1, POLITECHNIKA ĹšLÄ„SKA
Drgania harmoniczne struny, Drgania harmoniczne struny 1, Politechnika ˙l˙ska
drgania harmoniczne struny
Drgania harmoniczne struny, Drgania harmoniczne struny 4, WydziaË™: AEI
drgania harmoniczne struny
Drgania harmoniczne struny, Księgozbiór, Studia, Fizyka
Laboratorium fizyka, SPISLA~1, Drgania harmoniczne struny
więcej podobnych podstron