Изучение механических колебаний и волн (на примере...

Изучение механическихИзучение механическихколебанийколебаний и волн и волн

(на примере звуковых волн)(на примере звуковых волн)

Автор исследования: Автор исследования:

Налётова Дарья Дмитриевна,Налётова Дарья Дмитриевна,

10 класс, школа №887 ЗАО10 класс, школа №887 ЗАО

Научный руководитель работыНаучный руководитель работы

Моргунова Елена Николаевна, Моргунова Елена Николаевна,

учитель физики школы №887 ЗАО.учитель физики школы №887 ЗАО.

Цель работы:Цель работы: Исследование законов упругих колебаний Исследование законов упругих колебаний

системы и измерение скорости звуковой системы и измерение скорости звуковой волны в различных средахволны в различных средах

Решенные задачи:Решенные задачи: Получены графики зависимости координат Получены графики зависимости координат

и скорости от времени затухающих и скорости от времени затухающих механических колебаний упругого мячика.механических колебаний упругого мячика.

Произведены измерения скорости звука, Произведены измерения скорости звука, распространяющегося в воздухе, дереве и распространяющегося в воздухе, дереве и металле при температуре 20металле при температуре 20°°С с С с последующим сравнением результатов с последующим сравнением результатов с табличными данными.табличными данными.

ОборудованиеОборудование Гладкий резиновый Гладкий резиновый

мячик диаметром 5-6 мячик диаметром 5-6 смсм

Штатив для крепления Штатив для крепления датчикадатчика

Мерная лентаМерная лента Датчик расстоянияДатчик расстояния Соединительные Соединительные

провода для датчикапровода для датчика TriLinkTriLink КПК и ПККПК и ПК

Опыт 1 Механические колебания Опыт 1 Механические колебания упругого мячикаупругого мячика

Опыт 1 Механические колебания Опыт 1 Механические колебания упругого мячикаупругого мячика

Опыт 1 Механические колебания Опыт 1 Механические колебания упругого мячикаупругого мячика

зависимость амплитуды колебаний от времени

зависимость скорости колебаний мячика от времени

Вывод:Вывод:

Анализ результатов показывает, Анализ результатов показывает, что координата и скорость упругого что координата и скорость упругого мячика с течением времени мячика с течением времени изменяются периодично с изменяются периодично с затуханием амплитуды колебаний и затуханием амплитуды колебаний и сдвигом по фазе.сдвигом по фазе.

Опыт 2 Измерение скорости звука в Опыт 2 Измерение скорости звука в различных средахразличных средах

МолотокМолоток Измерительная лентаИзмерительная лента Длинный стальной брусок (1,5 метра)Длинный стальной брусок (1,5 метра) Длинный деревянный брусок (1,5 Длинный деревянный брусок (1,5

метра)метра) Два микрофонных датчикаДва микрофонных датчика Соединительные провода для Соединительные провода для

датчиковдатчиков TriLinkTriLink КПК и ПККПК и ПК

ОборудованиеОборудование

Хлопок, выполненный руками, создаёт колебания Хлопок, выполненный руками, создаёт колебания воздуха, которые не фиксируются органами зрениявоздуха, которые не фиксируются органами зрения

Опыт 2 Измерение скорости звука в Опыт 2 Измерение скорости звука в различных средахразличных средах

Опыт 2 Измерение скорости звука в Опыт 2 Измерение скорости звука в различных средахразличных средах

Датчик 1

Датчик 2

Удар по металлическому стержню резиновым Удар по металлическому стержню резиновым молоточком возбуждает колебания в металлемолоточком возбуждает колебания в металле

Опыт 2 Измерение скорости звука в Опыт 2 Измерение скорости звука в различных средахразличных средах

Опыт 2 Измерение скорости звука в Опыт 2 Измерение скорости звука в различных средахразличных средах

Датчик 1

Датчик 2

Удар по деревянному стержню резиновым Удар по деревянному стержню резиновым молоточком возбуждает колебания в деревемолоточком возбуждает колебания в дереве

Опыт 2 Измерение скорости звука в Опыт 2 Измерение скорости звука в различных средахразличных средах

Опыт 2 Измерение скорости звука в Опыт 2 Измерение скорости звука в различных средахразличных средах

Датчик 1

Датчик 2

СредаСреда дереводерево металлметалл воздухвоздух

Длина (м)Длина (м) 2,0 2,0 2,0

Время (с)Время (с) 0,00041 0,00039 0,00594

Скорость (м/с)Скорость (м/с) 4838,7 5172,4 336,3

Табличные Табличные значения (м/с)значения (м/с)

5000 4500 - 6000 340

Опыт 2 Измерение скорости звука в Опыт 2 Измерение скорости звука в различных средахразличных средах

Сравнительная таблица результатов опытаСравнительная таблица результатов опыта

Выводы:Выводы:

Колебания воздуха периодично-Колебания воздуха периодично-затухающие. затухающие.

Колебания металла периодично-Колебания металла периодично-затухающие с более выраженным затухающие с более выраженным затуханием по времени, чем в затуханием по времени, чем в воздухе.воздухе.

Колебания в дереве периодично-Колебания в дереве периодично-затухающие с другой скоростью затухающие с другой скоростью затухания по сравнению с другими затухания по сравнению с другими средами.средами.

Внедрение ЦЛ в Внедрение ЦЛ в школьную школьную лабораторию ведёт к лабораторию ведёт к облегчению облегчению интерьера классаинтерьера класса

Упрощается Упрощается организация организация лабораторных работлабораторных работ

Отпадает Отпадает необходимость в необходимость в электрифицированныэлектрифицированных партах и громадном х партах и громадном количестве проводов количестве проводов и кабелей.и кабелей.

Почему использовали Почему использовали Цифровую лабораториюЦифровую лабораторию