№ 42 (1107975), страница 5
Текст из файла (страница 5)
(27)].В восьмую и девятую строки - средние значения скоростей звука,вычисленные для разных температур и их квадраты, соответственно. Припроведении основных измерений следует придерживаться следующегопорядка:Начало измерений Запишите в таблицу первое значение температуры. Измерьте значение резонансной частоты 0. Измерения 0 выполните пятьраз, «сбивая» всякий раз предыдущую настройку. Измерьте значение резонансной частоты 1 не забыв при этом увеличитьамплитуду колебаний генератора.
Измерения 1 также выполните пять раз. После измерения 1 запишите в таблицу второе значение температуры. Установите метку на ручке задатчика температуры в блоке питания натемпературу 45 оС по шкале задатчика. Включите тумблером ВКЛ-НАГР нагреватель резонатора. В этомположении он остается до конца измерений. (Напряжение 20 В былоустановлено на нем ранее.) Запустите секундомер.22 Подготовьтесь к следующему измерению 0 при новом значениитемпературы: уменьшите амплитуду колебаний генератора и вернитесь кпредыдущей частоте 0 .Таблица 21НагревВыкл.Вкл.Вкл.задатчикна мин.2 знач.5 знач.5 знач.средн.средн.45 Со55 Сt,оС50, Гц1, Гц0, Гц1, Гц678910V0, м/сV1, м/сV, м/сV2 м2/с2Т, К234оВкл.Вкл.Вкл.Вкл.о75 Со85 Со95 С65 Сосредн. Через 10 минут повторите измерения, описанные ранее.Измерения частот 0 и 1 выполните для следующих значенийтемператур, устанавливаемых на задатчике: 45 оС, 55 оС, 65 оС, 75 оС, 85 оС и95 оС. Время нагрева при переходе от одной температуры к другойсохраняйте равным, примерно, 10 мин.V.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙВ данной установке длина акустического резонатора х0 равна 180 мм. Всоответствии с формулой (28) теоретического введения длины волносновного тона и первого обертона равны:0 =2х0(31)1 = х0 ,где х0 - длина акустического резонатора.Скорости звука при различных температурах вычислите по формулам:V0 = 2x0 0(32)V1 = x0 1 .Результаты вычислений занесите в строки 6 и 7 таблицы 2. В столбцы 8и 9 таблицы 2 занесите среднее значение скорости звука V = (V1 + V0)/2 и ееквадрат.23Из формулы (34) теоретического введения к задаче № 41 (см. лаб.
работу№ 41 в настоящем сборнике) следует, что квадрат скорости звука в воздухеравенV2 = RT,(33)где = CP/CV , R= 8,31 [Дж/(моль К)] - универсальная газовая постоянная, = 29,2 10-3 кг/моль - молярный вес воздуха.После введения обозначенияb=R(34)соотношение (33) принимает видV2 =b T .(35)Соотношение (34) позволяет по результатам выполненных измеренийопределить значение для воздуха. Для этого на миллиметровой бумагепостройте график зависимости V2 = f (T) выбирая из девятой и десятой строктабл.
2 соответствующие значения V2 и Т. Определите угловой коэффициентпрямой b и по формуле=bR.(36) Вычислите значение .При ОТЧЕТЕ о поделанной работе представить:1. Заполненную таблицу 2.2. График температурной зависимости V2 = f (T).3. Значение для воздуха, вычисленное по формуле (36).Оцените погрешность измерений .ЛИТЕРАТУРА1). Д.В.Белов, «Механика», изд. «Физический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова», 1998 г., глава IX – Волновые процессы вмеханике§39 Общие представления о волновых процессах.§40 Формула и дифференциальное уравнение волны.§41 Стоячие волны.2).Савельев И.В.
«Курс физики» т. 2, изд. «Наука», 1989 г., часть 2– Колебания и волны, глава 11 – Волновые процессы,§72 Волны в упругой среде.§73 Уравнение бегущей волны.§74 Волновое уравнение24§77 Звуковые волны.§78 Стоячие волны.25.