Esperienza sulle onde elastiche
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Esperienza sulle onde elastiche
Esperienza sulle onde elastiche 1 Parte Materiale: Corda elastica lunga 3m e massa 12,81 g, generatore di frequenza con sensibilità 0,1 Hz, asta vibrante, carrucola, portapesi da 10 g , 5 masse da 50 g , 4 masse da 10 g. Scopo: Calcolare la velocità di un’onda elastica. Verificare che , in condizione di tensione costante, variando la frequenza, non varia la velocità dell’onda. Questo si dimostrerà facendo vedere che frequenza e lunghezza d’onda sono grandezze inversamente proporzionali. Richiami teorici: Il periodo di un’onda La lunghezza d’onda. La frequenza di un’onda La velocità di un’onda Esecuzione : Attacca al portapesi una massa da 110 g in modo tale che la massa complessiva sia di 120 g. Variare la frequenza del generatore fino a determinare l’onda stazionaria fondamentale. (punto a della figura). Segnare nella tabella la frequenza fondamentale e la lunghezza d’onda in funzione di L (distanza tra il punto dell’asta vibrante in cui è attaccato il filo e la carrucola) ed infine calcolare la velocità V. Ripetere la procedura per le successive onde stazionarie. Frequenza f (HZ) Conclusioni finali Lunghezza d’onda λ (L) V=f*λ (L/s) 2 Parte Materiale: Corda elastica lunga 3m e massa 12,81 g, generatore di frequenza con sensibilità 0,1 Hz, asta vibrante, carrucola, portapesi da 10 g , 5 masse da 50 g , 4 masse da 10 g. Scopo: Verificare che la velocità dipende dalla tensione M. In particolare verificheremo che velocità e M sono direttamente proporzionali. Misureremo la tensione in grammi, anche se nel S. I. l’unità di misura per la tensione è il Newton Esecuzione : Attacca al portapesi una massa da 50 g in modo tale che la massa complessiva sia di 60 g. Varia la frequenza del generatore fino a determinare l’onda stazionaria che appare nel punto b della figura. Utilizziamo la figura b perché la lunghezza d’onda coincide con la la distanza L tra il punto dell’asta vibrante in cui è attaccato il filo e la carrucola cioè ……. m. Segnare nella tabella la frequenza , la lunghezza d’onda in metri ed infine calcolare la velocità V. Massa M (g) Lunghezza d’onda λ (m) 60 120 180 240 300 Fai ora un grafico M - V Conclusioni finali Frequenza f (Hz) √M Velocità V (m/s) ___V____ √M 3 Parte Materiale: Corda elastica lunga 3m e massa 12,81 g, generatore di frequenza con sensibilità 0,1 Hz, asta vibrante, carrucola, portapesi da 10 g , 5 masse da 50 g , 4 masse da 10 g. Scopo: Ricavare la legge Mg dove V è la velocità dell’onda espressa in m/s, m la massa espressa in grammi, g=9,81m/s2 l’accelerazione di gravità e la densità lineare espressa in g/m V= Richiami teorici: Densità lineare Esecuzione Dall’esperienza precedente hai scoperto che V = K⋅ M con K= K dipende da l’accelerazione di gravità g, dalla densità lineare del filo nel seguente modo K= g µ Unendo le 2 formule si ricava che V= ............... ⋅ ............ = ............... ............ ................. prova a verificare se il valore K che hai trovato sperimentalmente coincide con quello nella formula Esercizi Usando la formula appena trovata. V= Mg e sapendo che V = fλ cioè f = V λ V velocità (m/s) M è la tensione(g), μ è la tensione lineare (g/m) g=9,8 (m/s2 ) risolvi i seguenti esercizi. 1. Una corda di 1 m di lunghezza ha una massa m=0,3 g , viene inserita in una chitarra. Sapendo che la distanza L tra il capotasto e la seletta è di circa 0,66 m, calcola la velocità dell'onda e la frequenza della nota emessa se la tensione è di 2kg, supponendo che essa vibri come in figura a. (soluzione V=255,6m/s f=193.6Hz) 2. Calcola la frequenza se si considera L=0,33 m (la lunghezza si dimezza) (soluzione f=387Hz) 3. Una corda di 2m di lunghezza ha una massa m=2 g , viene inserita in un contrabbasso. Sapendo che la distanza L tra il capotasto e il ponticello è di circa 1 m, calcola la velocità dell'onda e la frequenza della nota emessa se la tensione è di 3kg, supponendo che essa vibri come in figura a, come in figura b e come in figura c. (soluzione: v=171,5 m/s f=85,7hz , f=171,4hz , f=257,2)