16233

Определение логарифмического декремента затухания физического маятника

Лабораторная работа

Физика

Лабораторная работа №2. Тема: Определение логарифмического декремента затухания физического маятника. Краткая теория Звуковые волны представляют собой последовательные сжатия и разряжения среды т. е. упругие волны частоты которых лежат в пределах от 20 до20000 Г...

Русский

2013-06-20

77 KB

16 чел.

Лабораторная работа №2.

Тема: Определение логарифмического декремента затухания физического маятника.

Краткая теория

Звуковые волны представляют собой  последовательные сжатия и разряжения среды, т. е. упругие волны, частоты которых лежат в пределах от 20 до20000 Гц. Появление звука всегда обусловлено колебаниями какого-либо тела. Распространение звука в газах осуществляется продольными волнами. Смещение частиц газа в плоской волне от положения равновесия x и времени t описывается уравнением  волны, имеющим вид (1). скорость  распространения звука  в  газе  задается выражением (2).Уравнение волны (1) относится к бегущей волне. Если в среде распространяется одновременно  несколько волн, то результирующий  волновой  процесс  есть суперпозиция этих волн. В работе рассматривается сложение звуковых волн в цилиндрической трубе длинной L, закрытой с одного конца (x=1) и открытой в атмосферу с другого (x=0).В результате отражения волны от обоих концов трубы возникают две бегущие волны, распространяющиеся навстречу друг другу и имеющие одинаковую частоту. Возникающий в трубе при сложении волн процесс называется стоячей волной (3).На концах трубы должны выполняться естественные физические условия, которые помогут определить константы в уравнении (3).На закрытом конце – это непроницаемость среды (4).На открытом конце  избыточное( над атмосферным ) давление равно нулю (5). После подстановки (3) в условие (5), уравнение стоячей волны в трубе приобретает вид (6). Возникающие в трубе стоячие волны имеют циклические частоты равные (7) ,эти частоты называются собственными частотами колебаний, а соответствующие им стоячие  волны (8) носят название собственных колебаний столба воздуха в трубе. На рисунке 1изображены формы полученных стоячих волн смещения с амплитудой(2аcos(п/v). На длине воздушного столба (длина трубы)  укладывается нечетное число четвертей длин волн. Есть точки, в которых амплитуда стоячей волны максимальна (9).Это пучности смещений частиц в стоячей волны –точки, где амплитуда равна нулю (10).

У закрытого  торца трубы  образуются узлы смещения ,скорости и пучность давления; у откры-

того конца - пучность смещения, скорости и узел давления. Колебания столба воздуха в трубе возбуждаются динамиком, расположенным у открытого конца. Если частота колебаний мембраны совпадает с одной из собственных частот (явление акустического резонанса), то в трубе устанавливаются стоячие звуковые волны. На этих частотах амплитуда колебаний столба воздуха в трубе будет максимальна. На рисунке  2  показан  прибор с  помощью  которого  производится  опыт. Прибор состоит из стеклянной трубки с боковым  отростком, ведущим к микрофону, и поршнем. Под трубкой помещена  шкала, по которой определяется положение поршня. Источником звука служит звуковой генератор. Микрофон предназначен для прео-

бразования акустических колебаний в электрические, которые регистрируются осциллографом.

                           

                 (x)

   

                                                                                   x

                                                                              

                                               L 

       Рисунок1

 Рисунок2               

                Осциллограф                                                       Генератор

                  

                          Трубка                                         Поршень   

(1)  ,где    ,

(2) 

(3) 

(4) 

(5) 

(6) 

(7)      n=0,1,2……….

(8) 

(9) 

(10) 

(11)      /2=L2L1

                                Частоты.

     600 Гц                   1000 Гц                       1200 Гц          

L1            L2                L1                L2                 L1                  L2           

10,5      38,5          2,5          19,5           4,3            18,2          

10,0       38,3          2,5          19,8            3,5          17,9          

9,6       38,6          2,4          19,3           3,8            18,3         

9,8       38,0          2,5          19,5           4,2            18,5           

10,2      39,0          2,2         19,3           4,4            18,1              

            <L>                         <L>                            <L>      

10,0       38,5         2,4            19,5         4,0           18,2        

9) Вычисление  погрешностей(средней квадратичной ,результата измерений и относительной)        

  ; S=; ΔL=;;

a) 600 Гц.

Для L1: Sn=0,35;S=0,16;ΔL=0,18;=0,018

Для L2: Sn=0,27;S=0,12;ΔL=0,16; =0,004

b) 1000 Гц.

Для L1: Sn=0,13;S=0,06;ΔL=0,11;=0,045

Для L2: Sn=0,2;S=0,09;ΔL=0,13;=0,006

c) 1200 Гц.

Для L1: Sn=0,39;S=0,33;ΔL=0,33;=0,083

Для L2: Sn=0,22;S=0,1;ΔL=0,14;=0,007

2)Вычисление длины волны по формуле (11) для каждой из частот.

a) 600 Гц : =0,570

b) 1000 Гц : =0,342

c) 1200 Гц : =0,284

3)Определение практической скорости звука  по формуле (2) для каждой из частот .

a) 600 Гц : V=344,6

b) 1000 Гц : V=343,6

c) 1200 Гц : V=344,4

4)Вычисление средней скорости звука .

;<V>=344,1

Частота                  600 Гц                1000 Гц                    1200 Гц           

Длина волны           0,570                     0,342                       0,284

Скорость                344,6                    343,6                       344,4      

  звука

5)Вычисление теоретической скорости звука .

                                                                       V=343

6)Вычисление  погрешностей для скорости.

Sn=0,7;S=0,3

=0,2

Вывод: В этой лабораторной работе мы определяли скорость звука с помощью трубки со стержнем, осциллографа и генератора. Проведя опыты с разными частотами, посчитав длину волны и скорости звука (теоретическую и практическую) увидели, что они почти совпадает.

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

45684. Понятие и основные хар-ки МК 62.5 KB
  В понимании МК наблюдается тенденция сведения её к СМИ или СМК это обусловлено законом РФ О СМИ. В законе эти средства названы СМИ на практике чаще используется термин СМК. Под этот тип подпадают все СМК работающие без обратной связи с аудиторией. При линейной коммуникации активность участников различна: коммуникатор проявляет свою активность через СМК а реципиент пассивно воспринимает информацию.
45685. Аудитории коммуникации: история, типология, основные подходы 40.5 KB
  А. современного медиа-рынка – совокупность корыстно действ.потребителей, которые платят своим селективным вниманием за тот/иной инф.продукт. Массовая аудитория (с возник. TV, PR). Характеризуется Блумер: рассредоточенность; члены не обязаны знать др.друга; строение меняется всё t; члены лишены чувства общей идентичности; из-за своих размеров и разнородностей не м.дествовать сама...
45687. Коммуникационный менеджмент. Задачи и функции коммуникационного менеджмента 33 KB
  Цель – достижение нового кач-ва развития орг-ции. Дб. Согласованный режим ком-ций, орг.как единая ресурсная система. Задача – согласование всех ком.потоков и направление ресурсного потока на достижение орг. Предмет – внутр.и внеш.ком-ции. Объект – орг-ция. Орг. – это группа людей, деят. кот.сознательно координируется и согласуется для достижения целей
45688. Модели межличностной коммуникации в организации. Критерии эффективности 34 KB
  Дисциплина и уважение Справедливое вознаграждение труда Корпоративность Подчиненность личных интересов общественным Разделение труда Полномочия и ответственность за принятие решений Единое направление деятельности Стабильность персонала Цель рациональное взаимодействие сотрудников и инфраструктуры. Цель коммуникационного менеджмента сплочение коллектива развитие личностных и профессиональных качеств сотрудников. Вовлечение сотрудников в формирование стратегических планов создание команд на основе мониторинга поддержка и защита...
45689. Норма современного русского языка. Толковые словари 43.5 KB
  Норма современного русского языка. Литературный язык форма общенародного языка понимаемая говорящими как образцовая. Возникает как необходимость существования единого общеупотребительного общераспространенного языка на территории единого государства. Сейчас выделяют 8 сфер бытования языка: мертвый язык памятников письменности устный язык диалектов русский язык употребляемый в грамотной речи язык русского зарубежья неисконно русская речь повседневный русский язык и просторечия научнотехнический и профессиональный...
45690. Словари современного русского языка 34.5 KB
  Словари современного русского языка По функциям и цели создания толковые словари разделяются на дескриптивные и нормативные. Дескриптивные словари предназначены для полного описания лексики определенной сферы и фиксации всех имеющихся там употреблений. Дескриптивными по определению являются словари сленгов и жаргонов диалектные словари. По характеру толковые словари разделяются на общие и частные.