Изучение механических колебаний и волн (на примере звуковых волн) Автор исследования: Налётова Дарья Дмитриевна, 10 класс, школа 887 ЗАО 10 класс, школа 887 ЗАО Научный руководитель работы Моргунова Елена Николаевна, Моргунова Елена Николаевна, учитель физики школы 887 ЗАО.
Цель работы: Исследование законов упругих колебаний системы и измерение скорости звуковой волны в различных средах Исследование законов упругих колебаний системы и измерение скорости звуковой волны в различных средах Решенные задачи: Получены графики зависимости координат и скорости от времени затухающих механических колебаний упругого мячика. Получены графики зависимости координат и скорости от времени затухающих механических колебаний упругого мячика. Произведены измерения скорости звука, распространяющегося в воздухе, дереве и металле при температуре 20°С с последующим сравнением результатов с табличными данными. Произведены измерения скорости звука, распространяющегося в воздухе, дереве и металле при температуре 20°С с последующим сравнением результатов с табличными данными.
Оборудование Гладкий резиновый мячик диаметром 5-6 см Гладкий резиновый мячик диаметром 5-6 см Штатив для крепления датчика Штатив для крепления датчика Мерная лента Мерная лента Датчик расстояния Датчик расстояния Соединительные провода для датчика Соединительные провода для датчика TriLink TriLink КПК и ПК КПК и ПК Опыт 1 Механические колебания упругого мячика
зависимость амплитуды колебаний от времени зависимость скорости колебаний мячика от времени
Вывод: Анализ результатов показывает, что координата и скорость упругого мячика с течением времени изменяются периодично с затуханием амплитуды колебаний и сдвигом по фазе. Анализ результатов показывает, что координата и скорость упругого мячика с течением времени изменяются периодично с затуханием амплитуды колебаний и сдвигом по фазе.
Опыт 2 Измерение скорости звука в различных средах Молоток Молоток Измерительная лента Измерительная лента Длинный стальной брусок (1,5 метра) Длинный стальной брусок (1,5 метра) Длинный деревянный брусок (1,5 метра) Длинный деревянный брусок (1,5 метра) Два микрофонных датчика Два микрофонных датчика Соединительные провода для датчиков Соединительные провода для датчиков TriLink TriLink КПК и ПК КПК и ПК Оборудование
Хлопок, выполненный руками, создаёт колебания воздуха, которые не фиксируются органами зрения Опыт 2 Измерение скорости звука в различных средах
Датчик 1 Датчик 2
Удар по металлическому стержню резиновым молоточком возбуждает колебания в металле Опыт 2 Измерение скорости звука в различных средах
Датчик 1 Датчик 2
Удар по деревянному стержню резиновым молоточком возбуждает колебания в дереве Опыт 2 Измерение скорости звука в различных средах
Датчик 1 Датчик 2
Средадеревометаллвоздух Длина (м) 2,0 Время (с) 0,000410,000390,00594 Скорость (м/с) 4838,75172,4336,3 Табличные значения (м/с) Опыт 2 Измерение скорости звука в различных средах Сравнительная таблица результатов опыта
Выводы: Колебания воздуха периодично- затухающие. Колебания воздуха периодично- затухающие. Колебания металла периодично- затухающие с более выраженным затуханием по времени, чем в воздухе. Колебания металла периодично- затухающие с более выраженным затуханием по времени, чем в воздухе. Колебания в дереве периодично- затухающие с другой скоростью затухания по сравнению с другими средами. Колебания в дереве периодично- затухающие с другой скоростью затухания по сравнению с другими средами.
Внедрение ЦЛ в школьную лабораторию ведёт к облегчению интерьера класса Внедрение ЦЛ в школьную лабораторию ведёт к облегчению интерьера класса Упрощается организация лабораторных работ Упрощается организация лабораторных работ Отпадает необходимость в электрифицированны х партах и громадном количестве проводов и кабелей. Отпадает необходимость в электрифицированны х партах и громадном количестве проводов и кабелей. Почему использовали Цифровую лабораторию