Мета роботи: вивчити методику вивчення швидкості звуку в повітрі; дослідити залежність величини швидкості поширення звукових хвиль від частоти.

Прилади і матеріали: установка для вимірювання швидкості звуку, звуковий генератор, підсилювач низької частоти, осцилограф, провідники.

Хід роботи:

1. Зібрати установку згідно рис.1 та після перевірки готовності включити прилади в мережу.

2. Встановити певну частоту генератора з діапазону 500…1000 Гц та відрегулювати прийняту гучність звучання.

3. Віддаляючи мікрофон від телефону вздовж труби, послідовно знайти можливі резонансні стани за максимуми сигналу на екрані осцилографа, вимірюючи кожного разу довжину труби l₁,l₂,…

4. Виконати експеримент з мінімумами амплітуди звукової хвилі.

5. Повторити вимірювання для інших частот вище вказаного діапазону.

6. Виміряти температуру в лабораторії.

Обробка результатів експерименту

1. Для кожного значення частоти вимірювань визначити величини швидкості звуку за формулою V==2(l_m-l_m-1) відповідно числу знайдених максимумів, мінімумів. Отримані результати усереднити.

2. Знайти середнє значення швидкості звуку в повітрі для всього частотного діапазону. Методом логарифмування та диференціювання обчислити похибки експерименту.

3. Визначити теоретичне значення швидкості звуку за формулою: V_теор=, де =1,4 – показник адіабати для повітря; R=8,31 Дж/моль*К – універсальна газова стала; =0,029 кг/моль – молярна маса повітря; Т – абсолютна температура повітря.

4. Порівняти експериментальне значення швидкості звуку з теоретичним.

Дані занести в таблицю

№ п/п	,Гц	L1,м	L2,м	L3,м	L4,м	T,к	V,м/с	Vтеор,м/с
1	800	0,21	0,44	0,65	0,86	297	346	345,2
2	900	0,19	0,39	0,59	0,79	297	360	345,2
3	1000	0,17	0,35	0,53	0.7	297	353	345,2

Vтеор=

1. Х=21,(6)см

V=2*0,217*800=346(м/с)

2. Х=20см

V=2*0,2*900=360(м/с)

3. Х=17,(6)см

V=2*0,177*1000=353(м/с)

V=353(м/с)

Контрольні запитання:

1. Механічні хвилі. Рівняння бігучої та стоячої хвилі.

2. Звук. Характкристики звуку. Швидкість поширення звукових хвиль.

3. Диференційне рівняння вимушених коливань і його розв’язок. Амплітуда і фаза вимушених коливань.