ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
ство питания лампы
3
выполнено в виде отдельного блока и размещено под основанием объекта иссле-
дования. На задней панели устройства находятся кабель для соединения с измерительным устройством
4
, шнур для подключения к сети, сетевой выключатель, предохранители и клемма заземления.
Устройство измерительное
состоит из генератора колебаний и частотомера для измерения частоты
генератора.
На передней панели измерительного устройства размещены следующие органы управления:
– ручки «
Частота Грубо
»
6
и «
Частота Точно
»
5
– для установки частоты генератора;
– ручка «
Уровень
»
7
– для установки необходимой амплитуды выходного напряжения генератора
(установка амплитуды колебаний струны);
– цифровое табло частотомера
8
.
В работе определяется
собственная частота
колебаний струны и
фазовая скорость
волны (скорость
распространения волны).
В струне, закреплённой с обеих сторон, при протекании переменного тока возникает стоячая волна.
При этом собственная частота колебаний струны совпадает с частотой генератора.
В местах закрепления струны образуются узлы. Между длиной струны и длиной стоячей волны вы-
полняется соотношение:
(
)
...,3,2,1,
ст
=λ=
nnl
. (2)
Учитывая, что
ν=λ=λ 22
ст
V
, можно получить формулу для определения собственных частот коле-
баний струны:
.2
lnV
=ν
(3)
Если модуль Юнга
Е
, а плотность материала струны
ρ
, то фазовая скорость волны
ρ=
EV
. По-
скольку
SPE
=
, а
4
2
dS
π=
, собственную частоту колебаний струны можно определить по формуле:
,
πρ
=ν
P
ld
n
T
(4)
где
Р
– сила натяжения струны;
S
– площадь сечения струны;
d
– диаметр струны, равный 0,15 мм;
l
–
длина струны, равная 0,6 м;
ρ
– плотность меди, равная 8,93 ⋅ 10
З
кг/м
З
.
Из выражения (3):
nlV
ν= 2
. (5)
Подставив в (5) выражение (4), можно получить формулу для определения фазовой скорости стоя-
чей волны:
.
2
πρ
=
P
d
V
T
(6)
Измерив силу натяжения струны и её диаметр, можно по формулам (4) и (6) определить теоретиче-
ские значения собственной частоты колебаний струны и фазовой скорости волны и сравнить их с экспе-
риментальными.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
I.
Измерение собственной частоты колебаний струны.
1. Подключить установку к сети 220 В. Нажать кнопку «
Сеть
» устройства питания лампы. После
