Вычисление длины волны и скорости звука для каждого резонанса

Процесс является изотермическим, выравнивание температуры происходит существенно быстрее периода колебаний звуковой волны. Процесс происходит при постоянной теплоёмкости C.

Резонансная кривая.

A_n = A₀ / (1 + ((n–n₀) / Dn₀)²)^1/2

            Dn_0=1005Гц

_{График по формуле.}

График полученный экспериментально:

Добротность резонатора.

Dn_0=1005Гц

n_0=1000Гц

=0,9950248756

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1)К какому типу волн - продольных или поперечных - относятся

акустические волны, распространяющиеся в воздухе?

Продольные.

2)Какие волны называются стоячими? Как образуются стоячие волны?

Стоячей волной называется волна, образующаяся в результате наложения двух бегущих синусоидальных волн, которые распространяются на встречу друг другу и имеют одинаковые частоты и амплитуды, а в случае поперечных волн еще и одинаковую поляризацию. Стоячие звуковые волны возникают при интерференции падающей и отраженной волн. Точки, в которых амплитуда колебаний максимальна, называются пучностями стоячей волны. Точки, в которых амплитуда колебаний равна нулю, называются узлами стоячей волны.

Свободными или вынужденными являются колебания, возникающие в резонаторе при условиях, заданных в работе?

Колебания, возникающие в резонаторе, являются вынужденными.

3)В чем заключается явление резонанса?

Резонанс - резкое возрастание амплитуды вынужденных механических колебаний при приближении циклической частоты возмущающей силы к значению резонансной частоты.

Зависимость амплитуды вынужденных колебаний от частоты вынуждающей силы приводит к тому, что при некоторой определённой для данной системы частоте амплитуда колебаний достигает максимального значения. Колебательная система оказывается особенно отзывчивой на действие вынуждающей силы при этой частоте. Это явление называется резонансом, а соответствующая частота – резонансной частотой.

Явление возрастания амплитуды установившихся вынужденных колебаний до максимального значения при приближении частоты изменения внешней силы к частоте свободных колебаний системы называется резонансом.

4)При каких условиях, заданных в работе, наблюдается явление резонанса? Как оно фиксируется?

Явление резонанса наблюдается в том случае, если длина резонатора L_n, в  котором устанавливается стоячая волна, равна целому числу длин полуволн:

L_n = nl / 2, n = 1, 2, 3,...                                                      

Явление резонанса резко выражено в том случае, если затухание мало. В данном случае затухание обусловлено неполным отражением волн и потерями на излучение из резонатора в окружающую среду, оно невелико. При выполнении этого условия  наступает резонанс, при котором амплитуда наблюдаемых колебаний максимальна. Настройка на резонанс может быть осуществлена либо изменением длины воздушного столба в трубе (перемещением поршня), либо изменением частоты колебаний генератора. В работе мы используем первый способ.

 Явление резонанса наблюдается при резком возрастании амплитуды колебаний на осциллографе и усилении громкости звука. Когда это наблюдается,  мы фиксируем расстояние от динамика до микрофона.

Какие колебания называются затухающими? Назовите физические величины, характеризующие затухание, и определите их физический смысл.

Затуханием колебаний называется постепенное ослабление колебаний со временем, обусловленное потерей энергии колебательной системой. Свободные колебания реальных систем всегда затухают. Затухание вызывается главным образом трением и возбуждением в окружающей среде упругих волн.

Дифференциальное уравнение свободных колебаний линейной системы имеет