Лабораторні роботи з фізики / gotovi_labi / готов_ лаби / готов_ лаби № 4 / 4
.7.docМета 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:
-
Зібрати установку згідно рис.1 та після перевірки готовності включити прилади в мережу.
-
Встановити певну частоту генератора з діапазону 500…1000 Гц та відрегулювати прийняту гучність звучання.
-
Віддаляючи мікрофон від телефону вздовж труби, послідовно знайти можливі резонансні стани за максимуми сигналу на екрані осцилографа, вимірюючи кожного разу довжину труби l1,l2,…
-
Виконати експеримент з мінімумами амплітуди звукової хвилі.
-
Повторити вимірювання для інших частот вище вказаного діапазону.
-
Виміряти температуру в лабораторії.
Обробка результатів експерименту
-
Для кожного значення частоти вимірювань визначити величини швидкості звуку за формулою V==2(lm-lm-1) відповідно числу знайдених максимумів, мінімумів. Отримані результати усереднити.
-
Знайти середнє значення швидкості звуку в повітрі для всього частотного діапазону. Методом логарифмування та диференціювання обчислити похибки експерименту.
-
Визначити теоретичне значення швидкості звуку за формулою: Vтеор=, 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.
-
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=
-
Х=21,(6)см
V=2*0,217*800=346(м/с)
-
Х=20см
V=2*0,2*900=360(м/с)
-
Х=17,(6)см
V=2*0,177*1000=353(м/с)
V=353(м/с)
Контрольні запитання:
-
Механічні хвилі. Рівняння бігучої та стоячої хвилі.
-
Звук. Характкристики звуку. Швидкість поширення звукових хвиль.
-
Диференційне рівняння вимушених коливань і його розв’язок. Амплітуда і фаза вимушених коливань.