Kaja Fac
Paulina Krzemińska
gr. D7
M3
Temat:
Badanie drgań struny.
Cel doświadczenia:
Celem naszego doświadczenia było wyznaczenie częstości drgań własnych struny w zależności od siły napinającej oraz znalezienie gęstości materiału struny.
Opis przyrządu:
Podstawą przyrządu jest stalowa struna trwale unieruchomiona na górnym końcu. Jej drugi koniec połączony jest z prętem na którym umieszczamy obciążniki o znanej masie (zmieniamy napięcie struny). Nad prętem znajduje się śruba aretująca (dokręcanie ustala długość struny). W górnej części podstawy struny umieszczony jest elektromagnes zasilany sinusoidalnym sygnałem z generatora. Sygnał ten jest jednocześnie kierowany do wzmacniacza odchylenia pionowego oscyloskopu oraz do częstościomierza. Do detekcji drgań zastosowano przetwornik elektromagnetyczny składający się z magnesu trwałego i osadzonych w pobliżu jego biegunów dwóch cewek z cienkiego drutu. Sygnały z przetwornika są podawane do wzmacniacza odchylania poziomego oscyloskopu.
Pomiary
Pomiary długości i promienia struny:
a) długość struny [cm]
Δl=0,01 cm
l1
81,80
l2
81,70
l3
l4
82,10
średnia
81,85
b) średnica / promień struny [mm]
Δd=0,05 mm
Δr=0,0025 mm
d1
0,65
r1
0,325
d2
0,60
r2
0,300
d3
r3
0,62
0,308
Błędy pomiarowe wynikają z dokładności przyrządów.
Błędy systematyczne wynoszą Δl=0,01 cm oraz Δr=0,0025 mm.
Błąd losowy obliczamy metodą Studenta – Fishera. Wynoszą one Δxl=0,36 cm oraz Δxr=0,036 mm
Całkowity błąd pomiaru wyznaczamy ze wzoru:
dla długości struny : Δxl=0,36 cm
dla promienia : Δxr=0,036 mm
A więc:
l=81,85±0,36 cm
r=0,308±0,036 mm
Poniżej znajduje się tabela przedstawiająca nasze pomiary częstotliwości dla danych mas:
Masa [kg]
f1 [Hz]
f 2 [Hz]
f 3[Hz]
1,835
51
103
153
102
154
2,485
60
119
179
120
180
118
3,160
67
133
202
134
201
3,825
75
149
223
76
148
222
74
4,470
81
162
240
161
238
80
pu_lina