Механика. Афанасьев А.Д. - 92 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ИГУ | Иркутск

Составители: 

Рубрика: 

92
Лабораторная работа 1-9
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ЗВУКА
В ТВЕРДОМ ТЕЛЕ.
Цель работ: изучение явления резонанса продольных волн в твердых телах.
Задача работы: определение скорости звука и модуля Юнга путем
измерения резонансных частот продольных звуковых колебаний в
металлических стержнях.
Теория
Продольные волны. Скорость распространения волны.
В данной лабораторной работе мы рассмотрим продольные волны, т.е.
волны, в которых направление колебания частиц или осцилляторов совпадает
с направлением распространения волны. Продольные волны
распространяются в виде звуковых волн в веществе, находящемся в любом
состоянии: в твердых телах, жидкостях, газах, плазме. Мы уделим основное
внимание твердым телам.
При распространении звука в изотропных твердых телах наблюдаются
как продольные, так и поперечные волны, причем скорость их
распространения различна и зависит от упругих свойств тел, через которые
проходит волна.
Теория дает следующие выражения для скорости звука в стержне, длина
которого велика по сравнению с линейными размерами его сечения:
, (1)
, (2)
где С
||
- скорость распространения продольной звуковой волны, -
скорость поперечной волны, - плотность материала, из которого сделан
стержень, – его модуль Юнга, - его модуль сдвига.
Для возбуждения продольных колебаний в стержне достаточно каким-
либо образом вызвать в одном из его концов попеременное сжатие и
растяжение в направлении длины. Мысленно совместим этот конец стержня
с началом координат, а координатную ось – с осью стержня. Пусть конец
стержня совершает гармоническое движение по закону
(3)
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
                                            Лабораторная работа 1-9

                                    ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ЗВУКА
                                          В ТВЕРДОМ ТЕЛЕ.

            Цель работ: изучение явления резонанса продольных волн в твердых телах.
            Задача работы: определение скорости звука и модуля Юнга путем
                измерения резонансных частот продольных звуковых колебаний в
                металлических стержнях.


                                                       Теория


                          Продольные волны. Скорость распространения волны.
                В данной лабораторной работе мы рассмотрим продольные волны, т.е.
            волны, в которых направление колебания частиц или осцилляторов совпадает
            с    направлением     распространения     волны.    Продольные     волны
            распространяются в виде звуковых волн в веществе, находящемся в любом
            состоянии: в твердых телах, жидкостях, газах, плазме. Мы уделим основное
            внимание твердым телам.
                При распространении звука в изотропных твердых телах наблюдаются
            как продольные, так и поперечные волны, причем скорость их
            распространения различна и зависит от упругих свойств тел, через которые
            проходит волна.
                Теория дает следующие выражения для скорости звука в стержне, длина
            которого велика по сравнению с линейными размерами его сечения:

                                                            ,                      (1)


                                                                ,                  (2)

            где С|| - скорость распространения продольной звуковой волны,            -
            скорость поперечной волны,      - плотность материала, из которого сделан
            стержень,    – его модуль Юнга,    - его модуль сдвига.
                Для возбуждения продольных колебаний в стержне достаточно каким-
            либо образом вызвать в одном из его концов попеременное сжатие и
            растяжение в направлении длины. Мысленно совместим этот конец стержня
            с началом координат, а координатную ось – с осью стержня. Пусть конец
            стержня совершает гармоническое движение по закону
                                                                                   (3)

                                                       92
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Страницы