ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Форма звіту до лабораторної роботи 129.

1. Завдання.

2. Рисунок установки.

3. Робоча формула з розшифруванням величин.

4. Формули для обчислення похибок:

.

 

5. Результати вимірювань та обчислень:

 

; ; ;

; ; .

 

Номер за пор. t1i, c Dt1i, c T1i, c t2i, c Dt2i, c T2i, c v, м/с Dv, м/с
1 - 5                
с/зн                

 

; .

 

6. Кінцевий результат:

; ; ; .

 

7. Висновки.


Лабораторна робота 130. Визначення швидкості звуку і модуля Юнга в твердих тілах

Завдання: визначити швидкість звуку і модуль Юнга шляхом вимірювання резонансних частот звукових коливань в металевих стержнях.

Приладдя: лабораторна установка, осцилограф, звуковий генератор, досліджувані стержні, лінійка.

Теоретичний матеріал: хвильовий процес, хвильове рівняння, рівняння стоячої хвилі, швидкість розповсюдження звуку в пружному середовищі.

Література:

  1. Р.5. §§. 5.3; 5.4; Р.11. §§. 11.1 – 11.6 ; Р.12. §§. 12.1 – 12.4;
  2. Р.9 §§. 9.1 – 9.6;
  3. §§. 11; 16.4; 16.7;
  4. §§. 71 – 75; §.19.

 
 

Опис установки. Установка складається з основи 1, тримача 2, стержня 3, електромагнітів для збудження 4 і прийому поздовжніх коливань досліджуваного стержня.

 

Змінна електрична напруга подається від звукового генератора 5 до котушки збудження. Внаслідок дії на кінець стержня періодичної сили з частотою, заданою генератором, в феромагнітному стержні збуджуються поздовжні хвилі. Для збудження поздовжніх хвиль в немагнітному матеріалі (мідь, латунь, алюміній) до його кінців прикладені тонкі диски з м’якого заліза. Правий електромагніт перетворює звукові коливання в електричні. Підсиленні електричні коливання простежуються на екрані осцилографа 6.

 

Виведення робочої формули.У ізотропних твердих тілах поширюються поздовжні й поперечні хвилі. Швидкість поширення звукових хвиль залежить від пружних властивостей тіл. Швидкість поширення поздовжніх звукових хвиль в стержні, довжина якого багато більша від його поперечних розмірів, визначається виразом

(1)

де - модуль Юнга матеріалу, з якого виготовлений стержень, - густина матеріалу.

Внаслідок дуже слабкого загасання пружної хвилі в стержні і навколо відбивання на межі розділу стержень-повітря при відповідних частотах коливань утворюються стоячі хвилі, при закріпленні стержня посередині вузол стоячої хвилі міститься в місці кріплення, а пучності спостерігатимуться на кінцях стержня. Як віддаль між вузлами дорівнює половині довжини хвилі, то на стержні вкладається непарне число півхвиль ( ). Цю умову можна записати так:

, де 0, 1, 2, 3... (2)

Оскільки довжина хвилі , де - частота коливань, то з (2) отримуємо формулу для розрахунку швидкості поздовжньої звукової хвилі в стержні

. (3)

Визначивши з виразу (3) швидкість і скориставшись виразом (1), знаходимо модуль Юнга матеріалу стержня

(4)

Порядок виконання роботи

1. Закріпити досліджуваний стержень в тримачі.

2. За допомогою мікрогвинтів наблизити електромагніти 4 і до відповідних кінців стержня і встановити на віддалі 0,1-0,2 мм.

3. Встановити на виході звукового генератора максимальну напругу. Плавно повертаючи лімб „регулювання частоти” звукового генератора до тих пір поки не наступить зростання амплітуди коливань на екрані осцилографа.

4. Збільшуючи частоту звукового генератора, визначіть інші можливі резонансні частоти стержня.

5. Користуючись формулами (3) і (4), розрахуйте швидкість і модуль матеріалу стержня.

6. Проведіть аналогічні вимірювання для стержнів із заліза, латуні, алюмінію, міді.

7. Результати вимірювань запишіть у таблицю. Оцініть точність експерименту. Зробіть відповідні висновки.

 

Контрольні запитання

1. Які хвилі називаються звуковими?

2. Від яких параметрів середовища залежить швидкість поширення звуку?

3. Запишіть рівняння біжучої і стоячої хвилі.

4. У яких середовищах поширюються поперечні та поздовжні хвилі?

5. Запишіть хвильове рівняння?

 

Форма звіту до лабораторної роботи 130.

6. Завдання.

7. Рисунок установки.

8. Робочі формули з розшифруванням величин, які в них входять.

9. Формули для обчислення похибок:

;

;

10. Результати вимірювань та обчислень:

,

 

N н/п
1-5                  
с/зн                  

 

Аналогічно для двох інших матеріалів.

 

11. Кінцевий результат:

; ; ;

; ; ;

; ; ;

; ; ;

; ; ;

; ; ;

 

12. Висновки.


 

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти