Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
лаб. работа №48.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
160 Кб
Скачать
☆
  1. Порядок выполнения работы

  1. Поднимая или опуская сосуд с водой, подведите уровень воды в водомерной трубке до отметки «10» на шкале.

  2. Поднесите камертон с известной частотой колебаний v1 (обычно она указана на самом камертоне) к открытому торцу трубы. Равномерно ударяйте молоточком по камертону. В это же время другой человек медленно меняет уровень воды в трубе, опуская сосуд со шлангом. По показанию шкалы водомерной трубки запишите в таблицу 1 положение первого уровня s1, соответствующего максимальной громкости звучания. В таблицу 3 запишите значение частоты v1.

Таблица 1

№ опыта

1

2

3

4

5

Σ

-

-

-

-

  1. Для определения уровня s2 продолжайте медленно понижать уровень жидкости в трубе, одновременно возбуждая камертон, до тех пор, пока не возникнет вновь максимальная громкость звука. Положение уровня s2 так же запишите в таблицу 1.

  2. Повторите опыт ещё четыре раза. Результаты измерений запишите в таблицу 1.

  3. Замените камертон другим, частота v2 которого неизвестна. Проделайте с этим камертоном операции, аналогичные описанным в пп. 1 – 4. Результаты пяти новых измерений запишите в таблицу 2.

Таблица 2

№ опыта

1

2

3

4

5

Σ

-

-

-

-

  1. Обработка опытных данных

  1. Найдите разность положения уровней s2 – s1 воды в трубе в каждом эксперименте с камертоном известной частоты. Запишите её в таблицу 1.

  2. С помощью формулы (13) вычислите длину звуковой волны λ1i для этого камертона в каждом эксперименте. Результаты расчёта запишите в таблицу 1.

  3. Определите среднее арифметическое значение длины волны по пяти опытам, запишите его в таблицу 1.

  4. По формуле (14) найдите величину фазовой скорости u звука в воздухе, используя среднее значение длины волны из таблицы 1 и v1 из таблицы 3. Величину u запишите в таблицу 3.

  5. Для камертона с неизвестной частотой колебаний v2 выполните вычисления, аналогичные описанным в пп. 1 – 3. Результаты этих расчётов запишите в таблицу 2.

  6. По формуле (15) вычислите неизвестную частоту v2 колебаний второго камертона, взяв среднюю длину волны из таблицы 2, а скорость звуковой волны u – из таблицы 3. Величину v2 запишите в таблицу 3.

  7. Определите теоретическое значение скорости звука uтеор в воздухе, считая его идеальным газом, по формуле

(16)

где γ – показатель адиабаты (для воздуха можно положить γ = 1,4); μ = 29*10-3 кг/моль

– средняя молярная масса воздуха как смеси газов (азот и кислород); R = 8,314 Дж/(моль*К)

– универсальная газовая постоянная и Т – температура в кельвинах. При расчёте в качестве Т возьмите комнатную температуру. Величину uтеор также запишите в таблицу 3; сравните её с экспериментально найденной скоростью u.

Таблица 3

Камертон

v, Гц

u, м/с

uтеор, м/с

σλ, м

σu, м/с

δu, %

σv, Гц

δv, %

1

-

-

2

-

  1. Рассчитайте среднюю квадратичную погрешность измерения λ1 по известной формуле

(17)

где n = 5 – число проведенных измерений в серии. Полученное значение погрешности запишите в таблицу 3.

  1. Определите среднюю квадратичную погрешность измерения скорости звука из соотношения σu = v1σλ, которое следует из (14), а затем – относительную погрешность δu измерения этой величины в процентах:

(18)

Полученные значения погрешностей запишите в таблицу 3.

  1. Допуская погрешности определения длин волн λ1 и λ2 одинаковыми, оцените среднюю квадратичную погрешность определения частоты v2 из соотношения

, которое следует из (15), и её относительную погрешность в процентах по формуле

(19)

Результаты оценки этих погрешностей занесите в таблицу 3.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]