Pho.rs: Колебания струны

А1 ^0.50 Для силы натяжения, соответствующей полной массе груза, крепежа и платформы в $m = 1 \ кг$, для диаметра струны $d \approx 0.3 \ мм$, длины струны $L = 50 \ см$, и зная табличное значение плотности стали $7.8 \ г/см^3$, рассчитайте частоту основной гармоники $\nu_1^{th}$ и запишите это значение в лист ответов.

A2 ^1.00 Установите на платформу груз такой массы, чтобы полная масса груза, крепежа и платформы составила $1 \ кг$, а длина зажатой части струны была равна $L = 50 \ см$. Возбуждающий датчик установите вблизи узла стоячей волны. Подайте синусоидальный сигнал на возбуждающий датчик. Добейтесь возбуждения стоячей волны на частоте вблизи найденной в пункте $A1$. Запишите полученное значение частоты $\nu_1$.

Позовите преподавателя и продемонстрируйте, что резонанс струны соответствует найденной частоте!

A3 ^0.50 Экспериментально определите значения частот $\nu_n$ стоячих волн, которые удается наблюдать на высоких гармониках. Достаточно исследовать 5 высоких гармоник ($2 \leq n \leq 6)$.

A4 ^3.50 Проведите дополнительные измерения пунктов $A2-A3$ для $6$ других различных значений силы натяжения струны. Максимальная нагрузка не должна превышать $3.5 \ кг$. При каждом значении натяжения струны достаточно исследовать 6 гармоник ($1 \leq n \leq 6$).

A5 ^0.70 Постройте на одном графике графики зависимости частоты $\nu_n$ от номера гармоники $n$ при различных натяжениях $T$.

A6 ^0.70 Определите скорости волн $u$, распространяющихся по струне. Оцените погрешности $u$.

A7 ^1.10 Постройте график зависимости квадрата скорости $u^2$ от силы натяжения $T$. Определите погонную плотность струны $\rho_l$ и оцените погрешность результата. Сравните полученное значение $\rho_l$ со значением, указанным на установке.

A8 ^2.00 Сняв амплитудно-частотную характеристику для струны в состоянии из пункта $A2$ вблизи частоты основной гармоники, оцените добротность $Q$ струны как колебательной системы.

Колебания струны

Решение