Vi gjorde den här laborationen efter lektionen i torsdags. Det gav resultat som stämde rätt så bra överens med varandra. Som hemlaboration är det lite svårare. Särskilt är det svårare att bestämma spänningen. På campus använde vi dynamometrar. Ni som är lärare kan nog låna en på er skola. Eller man kan improvisare något med en trissa och en tyngd så att man drar ut slinkyn till en känd spännkraft.
Ni kan hjälpa varandra med fiffiga lösningar här nere, samt redovisa era resultat. Och ja, detta är obligaroriskt.
Jag satte fast slinkyn (0,38 kg) i ett dörrhandtag och stod sedan 4m bort och mätte spännkraften till 3,6 N med en dynamometer. Därefter skickade jag iväg en puls och fick då medelvärdet till 1,38 s på 8m.
SvaraRaderaSedan la jag slinkyn på golvet och fäste den i ett stolsben och gjorde en stående våg med en nod på mitten. Nu mätte jag tiden till (medelvärde)1,41 s och sträckan är 8 m.
Det här gav följande resultat efter lite räkning:
Puls 5,80 m/s
Stående våg 5,67 m/s
teoretisk utbredningshastighet 6,16 m/s
Fredrik G
Puls: 20*3,25m/12,22 s = 5,32 m/s
SvaraRaderateoretisk (F=2N, my=0,221/3,25= 0,068 kg/m): 5,42 m/s (roten ur 2/0,068)
Stående våg, grundfrekvens: 3,25*2/(26,00/20) = 5,000... m/s
Stående våg, 1:a överton: 3,25/(64,94/100) = 5,00 m/s.
Anna Lindelöf:
SvaraRaderaSlinkyn vägde 0,171 kg och sträcktes ut till 2 m av mig och 13-åringen. Spännkraften uppmättes till 0,8 N.
Löptid av en puls gav följande värden:
s= 4m
t= 1,3 s
v = 4/1,3= 3,08 m/s
Stående våg:
Våglängd 2 m
10 svängningar på 6,59 s
T = 0,659 s f = 1,52 svängningar/s
v=2*1,52=3,04 m/s
teoretiskt:
T=0,8N
Rhå (stavning? densiteten kg/m) =0,171/2 kg/m
v= 3,05 m/s
Plastslinky med massan 0.2kg sattes fast på en stolpe 5m bort. Spännkraften blev då 1.5N.
SvaraRaderaPULS:
Medelvärdet (tiden) av 10 pulsmätningar blev 0.78s. (sträckan 5m) Detta gav en hastighet på v=6.41m/s
STÅENDE VÅG (grundfrekvens):
Medelvärdet (tiden) av 10 mätningar blev 0.75s. (sträckan 5m) v=6.67m/s
TEORETISKT:
Densiteten = 0.2kg/5m = 0.04kg/m =>
v=√(1.5/0.04) = 6.12m/s
Jag hade en slinky med massan 0,50 kg som sträcktes ut på golvet till längden 5,0 m med kraften 3,4 N.
SvaraRaderaLöptiden för en puls:
10 m på 1,6 s -> v = 6,3 m/s
Stående transversell våg:
En våglängd på 10 m hade periodtiden 1,7 s ->
v = 5,9 m/s (ungefär lika för övertonerna)
Teoretiskt:
F = 3,4 N och rho = 0,1 kg/m -> v = 5,8 m/s
Puls: s=3,5 m t=0,72 s ⇒v=4,86 m⁄s
SvaraRaderaStående: λ=1,75 m T=0,47 s ⇒v=3,72 m/s
Teoretiskt: m=6,5⋅〖10〗^(-2) kg l=2 m ⇒μ=3,25⋅〖10〗^(-2) (kg )⁄m F=0,62 N ⇒v=4,37 m/s
Nu har även jag spännt upp min slinky.
SvaraRaderaTeoretiskt:
rå=0,2kg/5m=0,04kg/m
v=roten ur(2/0,04)m/s=7,07 m/s
Praktiskt:
Tidtagning av pulsens tid (medel av 10 tagningar)över 10 m.
v=10m/1,61s=6,2m/s
Stående våg på golvet:
Teoretiskt 0,2/3,3=0,061kg/m vilket ger 4,05m/s.
Praktiskt: Längden för 1,5 våglängder är 3,30m vilket ger att en våglängd blir 2,20m. T blir 0,51 vid 10 cykler och därför får jag en frekvens av 1,95 Hz.Detta ger ca 4,3 m/s
För det är väl så att man kan använda formeln oavsett om det är en hängande slinky eller en som slänger på golvet???
Data relevant för alla tre experiment:
SvaraRaderaAvstånd från slinkyns fästpunkt: 4,24 m
Slinkyns massa: 0,188 kg
Utbredningshastighet för transversella vågor
1) Experiment med fortskridande vågor:
Tid för 6 st pulser: 5,46 s
v = (6 pulser)*2*4,24 m/5,46 s= 9,32 m/s
2) Experiment med stående vågor
Grundfrekvens:
Tid för 10 pulser: 8,77 s
v= ((10 pulser)* 4,24m/2) *2/ 4,47 s = 9,49 m/s
Första överton (med nod i mitten):
Tid för 10 pulser: 8,77 s
v= ((10 pulser)* 4,24m *2/ 8,77 s = 9,66 m/s
3) Teoretisk beräkning:
Dragspänning (T): 3,8 N = 3,8 kg*m/s^2 (gick ej att läsa av mer exakt)
Rå = 0,188 kg / 4,24 m = 0,044 kg/m
v = roten ur ((3,8 kg*m/s^2) / 0,044 kg/m)) = 9,3 m/s (9,29 m/s)