Порядок выполнения работы
1. Включил в сеть звуковой генератор и милливольтметр и дал им прогреться.
2. Исходя из примерного значения скорости звука в воздухе (300 м/сек) рассчитал в каком диапазоне частот следует вести измерения, чтобы при измерении уровня воды в трубе можно было наблюдать 4-5 максимумов сигнала на МВ.
3. Выставил на ЗГ одну из частот указанного диапазона и плавно меняя уровень воды в трубе, последовательно прошёл через все доступные для наблюдения максимумы сигнала. Для каждого максимума определите высоту уровня воды hk, k = 1, 2, .... Проводите измерения сначала поднимая уровень воды в трубе, а затем опуская его.
4. Повторил измерения при других частотах (всего 4-5). Результаты измерений занес в таблицу.
5. Используя формулу
k
= 2(hk+1-hk)
вычислил
для каждой частоты
среднее значение длины волны
,
скорости звука
и
их погрешности
,
.
Учёл погрешности частоты (ошибка в градуировке шкалы звукового генератора не превосходит половины цены деления) и вычислил суммарную ошибку для . Сопоставил значения скорости звука, измеренные на различных частотах.
7. По формуле (2) вычислил показатель адиабаты и определите ошибку измерений.
Ход выполнения работы:
h (м) |
h1 |
h2 |
h3 |
h4 |
(Гц) |
||||
1400 |
0.09 |
0.23 |
0.35 |
0.45 |
1600 |
0.12 |
0.21 |
0.33 |
0.43 |
(движение воды вверх)
h (м) |
h1 |
h2 |
h3 |
h4 |
(Гц) |
||||
1400 |
0.37 |
0.25 |
0.1 |
0.03 |
1600 |
0.43 |
0.31 |
0.21 |
0.1 |
Вычислим длину волны по формуле: k = 2(hk+1-hk)
Для 1400 Гц
движение воды вверх: движение воды вниз:
1=2(0.23-0.09)=0.28 1=2(0.25-0.37)= 0.24
2=2(0.35-0.23)=0.24 2=2(0.1-0.25)= 0.3
3=2(0.45-0.35)=0.2 3=2(0.03-0.1)= 0.14
ср
=
ср
=
Для 1600 Гц
движение воды вверх: движение воды вниз:
1=2(0.21-0.12)=0.18 1=2(0.31-0.43)= 0.24
2=2(0.32-0.21)=0.26 2=2(0.21-0.31)= 0.2
3=2(0.43-0.33)=0.2 3=2(0.1-0.21)= 0.22
ср
=
ср
=
Вычислим скорость звука по формуле: V
Для 1400 Гц
движение воды вверх: движение воды вниз:
V1=0.28*1400=392 V1=-0.24*1400= 336
V2=0.24*1400=336 V2=-0.3*1400= 420
V3=0.2*1400=280 V3=-0.14*1400= 196
Vср
=
=336
Vср
=
=
317
Для 1600 Гц
движение воды вверх: движение воды вниз:
V1=0.18*1400=252 V1=-0.24*1400= 336
V2=0.26*1400=364 V2=-0.2*1400= 280
V3=0.2*1400=280 V3=-0.22*1400= 308
Vср
=
=298
Vср
=
=
308