- •Чипс, филиал УрГупс
- •Изучение удара тел
- •Выполнение работы
- •Чипс, филиал УрГупс
- •Определение скорости пули баллистическим методом
- •Чипс, филиал УрГупс
- •Чипс, филиал УрГупс
- •Работа 4 изучение динамики вращательного движения
- •Чипс, филиал УрГупс
- •Определение скорости пули крутильным маятником
- •Ответы на контрольные вопросы чипс, филиал УрГупс
- •Определение момента инерции тел
- •Выполнение работы
- •Чипс, филиал УрГупс
- •Изучение прецессии гироскопа
- •Чипс, филиал УрГупс
- •Изучение плоского движения при качении тел
- •Изучение плоского движения маятника максвелла
- •Ответы на контрольные вопросы чипс, филиал УрГупс
- •Изучение затухающих колебаний
- •Чипс, филиал УрГупс
- •Изучение вынужденных колебаний
- •Ответы на контрольные вопросы чипс, филиал УрГупс
- •Изучение сложения колебаний
- •Ответы на контрольные вопросы чипс, филиал УрГупс
- •Определение момента инерции физического маятника
- •Чипс, филиал УрГупс
- •Определение скорости звука в воздухе
- •Чипс, филиал УрГупс
- •Определение теплоемкости воздуха
- •Чипс, филиал УрГупс
- •Определение показателя адиабаты
Чипс, филиал УрГупс
Кафедра ЕНД
Работа 14
Определение скорости звука в воздухе
Студенты
Группа
Преподаватель
Дата
Челябинск
Цель работы: определить скорость звука в воздухе и длину звуковой волны, определить показатель адиабаты воздуха.
Оборудование: звуковой генератор, трубка с телефоном и микрофоном, осциллограф.
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Звук – это волны в упругой среде. В газах звуковые волны − это процесс распространения …
Пусть мембрана телефона, находящаяся у основания воображаемой трубки начала движение с дозвуковой скоростью U.Частицы газа, прилегающие к мембране, приходят в движение с такой же скоростью. Воздух перед мембраной сжимается и сжимает последующие слои газа. Граница между сжатым и невозмущенным газом, называемая фронтом волны, перемещается со скоростью звука:
V=……... гдеТ–М–
В лабораторной установке звуковая волна излучается телефоном в трубке в направлении к микрофону и отражается. Уравнения для бегущей и отраженной волны имеют вид: ;. Сложив уравнения волн по формулам тригонометрии, получим уравнение:
.
Это уравнение стоячей волны. Выражение имеет смысл амплитуды. Точки среды, где амплитуда равна нулю, называются узлами смещения. Расстояние между двумя соседними узлами равно половине длины волны. Стоячая волна возникает, если около телефона и микрофона узел смещения, то есть если на длине трубки укладывается целое число полуволн. При этом сигнал микрофона возрастает.
Скорость звука рана произведению длины волны на частоту V=λ∙ν. Длину волны определим как отношение длины трубки к удвоенному значению числа полуволн, или к удвоенному количеству усилений звука: . Тогда. Но числоN вообще то неизвестно. Однако изменение частоты генератора приводит к пропорциональному числу усилений звука:
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
ΔN |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
ν ,Гц |
|
|
|
|
|
|
|
ν, Гц
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ΔN
Расчет среднего значения скорости звука:
=
Оценка случайной погрешности измерения скорости звука:
=
Результат измерения скорости звука V= ……±…… …,м/с. P=0,9.
Расчет теоретического значения скорости звука в воздухе при значении универсальной газовой постоянной R= 8,31 Дж/моль К, показателе адиабатыγ=1,4.
Vтеор=
Выводы.
ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ