Определение скорости распространения звуковых волн в воздухе
Электронные колебания звуковой частоты, полученные при помощи генератора. Измерение расстояния между телефоном и микрофоном. Расчет систематической погрешности измерения скорости звука через длину волны. Расчет теоретического значения скорости звука.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.10.2016 |
| Размер файла | 147,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Отчет о лабораторной работе
По курсу: «Физика»
На тему: «Определение скорости распространения звуковых волн в воздухе»
Работу выполнил студент гр. 8426
В.В. Балясников
Преподаватель: ассистент Ю.А. Новикова
Санкт-Петербург 2015
Электронные колебания звуковой частоты, полученные при помощи генератора 1, подаются одновременно на пластины х осциллографа 2 и на телефон 5. Звук от телефона распространяется вдоль полой трубы 3 и достигает микрофона 4. В электрической цепи микрофона возникает электрический сигнал на той же частоте, что и на выходе генератора, но с некоторой задержкой по фазе. Этот сигнал подается на пластины у осциллографа. Расстояние между телефоном и микрофоном можно изменять и измерять линейкой 6.
Рис. 2.0.1 Схема установки
Рабочие формулы:
(3.1)
где - скорость звука, - длина волны, - частота колебаний.
(3.2)
где = 8,314 Дж/К·моль - универсальная газовая постоянная, М = 0,0291 кг/моль - молярная масса воздуха, Т - абсолютная температура.
(3.3)
где - расстояние от телефона до микрофона, n - порядковый номер опыта (только при увеличении расстояния .
Результаты измерений и вычислений:
Т = 294,15К для всех опытов, следовательно для всех опытов =341,2м/с
Таблица 4.1. н = 900Гц
|
n |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
l, м |
0,18 |
0,37 |
0,58 |
0,37 |
0,18 |
|
|
л, м |
0,36 |
0,37 |
0,387 |
- |
||
|
, м/с |
324 |
333 |
348 |
|||
|
20,7 |
10,58 |
7,3 |
Рис. 4.1 График 1
Таблица 4.2. н = 1000Гц
|
n |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
l, м |
0,15 |
0,32 |
0,49 |
0,66 |
0,49 |
0,32 |
0,15 |
|
|
л, м |
0,3 |
0,32 |
0,327 |
0,33 |
- |
|||
|
, м/с |
300 |
320 |
327 |
330 |
||||
|
20 |
10,5 |
7,1 |
5,4 |
Рис. 4.2 График 2
Таблица 4.3. н = 1100Гц
|
n |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
l, м |
0,15 |
0,31 |
0,46 |
0,62 |
0,77 |
0,62 |
0,46 |
0,31 |
0,15 |
|
|
л, м |
0,3 |
0,31 |
0,31 |
0,31 |
0,31 |
- |
||||
|
, м/с |
330 |
341 |
337 |
341 |
338 |
|||||
|
22 |
11,3 |
7,5 |
5,6 |
4,5 |
Рис. 4.3 График3
звуковой колебание частота волна
Примеры вычислений:
Примеры вычислений для таблицы (4.3), 4-го столбца:
По формуле (3.1):
По формуле(3.2):
По формуле (3.3):
Вычисление погрешностей:
Систематическая погрешность измерения скорости звука через длину волны (считая л=l/n,) вычисляется по формуле
(6.1)
для таблицы 4.2 четвертого столбца:
Систематическая погрешность для расчета теоретической скорости звука через температуру комнаты:
0,58м/с
Выводы
В ходе лабораторной работы ознакомился с методом измерения скорости звука. Определил скорость звука в трех разных опытах (средние значения):
Опыт1: = 333м/с
Опыт2: = 320м/с
Опыт3: = 337м/с
Рассчитал теоретическое значение скорости звука:
Опыт1: = 341,2 м/с
Значения скорости звука получились не соответствующими действительности в связи с неточностью измерения.
Рассчитал систематическую погрешность: =5,4 м/с. Так как величина по условию не случайна, то полная погрешность иvполн=иvср=5,4 м/с.
Рассчитал систематическую погрешность расчета теоретической скорости звука= 0,58 м/с
Убедился в том, что скорость звука постоянна при неизменной температуре воздуха.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Природа звука и его источники. Основы генерации компьютерного звука. Устройства ввода-вывода звуковых сигналов. Интенсивность звука как энергетическая характеристика звуковых колебаний. Распределение скорости звука. Затухающие звуковые колебания.
контрольная работа [23,1 K], добавлен 25.09.2010Изучение механизма работы человеческого уха. Определение понятия и физических параметров звука. Распространение звуковых волн в воздушной среде. Формула расчета скорости звука. Рассмотрение числа Маха как характеристики безразмерной скорости течения газа.
реферат [760,2 K], добавлен 18.04.2012Анализ скорости звука в металлах методом их соударения, измерения времен соприкосновения и распространения волны. Измерения при соударении стержней одинаковых по размерам и материалу, из одинакового материала и одинакового сечения, но разной длины.
лабораторная работа [203,1 K], добавлен 06.08.2013Распространение звуковых волн в атмосфере. Зависимость скорости звука от температуры и влажности. Восприятие звуковых волн ухом человека, частота и сила звука. Влияние ветра на скорость звука. Особенность инфразвуков, ослабление звука в атмосфере.
лекция [1,3 M], добавлен 19.11.2010Звук как источник информации. Причина и источники звука. Амплитуда колебаний в звуковой волне. Необходимые условия распространения звуковых волн. Длительность звучания камертона на резонаторе и без него. Использование в технике эхолокации и ультразвука.
презентация [3,7 M], добавлен 15.02.2011Методика косвенного измерения скорости полета пули с помощью баллистического маятника. Закон сохранения полной механической энергии. Определение скорости крутильных колебаний. Формула для расчета погрешности измерений. Учет измерения момента инерции.
лабораторная работа [53,2 K], добавлен 04.03.2013Величины, характеризующие волну, ее свойства и колебания. Условия возникновения механической ее разновидности. Специфика поперечной и продольной волны. Особенности колебания водной поверхности. Громкость звука, визуальное представление звуковой волны.
презентация [293,9 K], добавлен 27.02.2014Звуковые волны и природа звука. Основные характеристики звуковых волн: скорость, распространение, интенсивность. Характеристика звука и звуковые ощущения. Ультразвук и его использование в технике и природе. Природа инфразвуковых колебаний, их применение.
реферат [28,2 K], добавлен 04.06.2010Природа звука, физические характеристики и основы звуковых методов исследования в клинике. Частный случай механических колебаний и волн. Звуковой удар и кратковременное звуковое воздействие. Звуковые измерения: ультразвук, инфразвук, вибрация и ощущения.
реферат [24,5 K], добавлен 09.11.2011Преобразование исходной системы уравнений к расчётной форме. Зависимость длины волны от скорости распространения. Механизмы возникновения волн на свободной поверхности жидкости. Зависимость между групповой скоростью волн и скоростью их распространения.
курсовая работа [451,6 K], добавлен 23.01.2009