Контрольні питання. Використання Excel: Розрахунок швидкості звуку та значення сталої адіабати для повітря провести методом найменших квадратів за формулами (2.43) і (6.43) у

Використання Excel: Розрахунок швидкості звуку та значення сталої адіабати для повітря провести методом найменших квадратів за формулами (2.43) і (6.43) у Excel, поклавши в (6.43), а в (2.43).

Використання Excel: Розрахунок швидкості звуку та значення сталої адіабати для повітря провести методом найменших квадратів за формулами (2.43) і (5.43) у Excel, поклавши в (5.43), а в (2.43).

Використання ORIGIN: занести данні Таблиці 1.43 в таблицю ORIGIN (n-k® х, ® у), через меню Plot побудувати графік залежності від (n-k); через меню Тооl застосувати опцію Linear fit; ORIGIN побудує на графіку лінію регресії і видасть параметри лінійної кореляції, в яких відповідно до виразу (5.43) коефіцієнт b = V. Стала адіабати знаходиться з виразу (2.43).

Використання Мсad: Приклад використання Мсad для знаходження величини швидкості звуку і сталої адіабати наведений в методичному посібнику [5.43].

Остаточні результати обчислення записати у вигляді

.

Порівняйте одержані результати з теоретичними.

· Експериментальна установка для визначення швидкості звуку із «звуковою трубою» змінної довжини включає (див.Рис.2.43): Генератор Г електромагнітних коливань звукової частоти, перетворювач Зп електромагнітних коливань в звукові, наприклад з електромагнітом і мембраною з магнітного матеріалу типу телефонного, встановлену вертикально звукову трубу ЗТ, яка гнучким шлангом з'єднана з резервуаром Р, створюючи з ним сполучені судини, в яких знаходиться рідина (вода); паралельно звуковій трубі розташована мірна лінійка МЛ. Резервуар Р може переміщатись по вертикалі, що дозволяє змінювати рівень рідини в звуковій трубі ЗТ, тим самим змінюючи її акустичну довжину L. Звукова хвиля в звуковій трубі створюється перетворювачем Зп, а зустрічна хвиля виникає при відбитті падаючої від поверхні рідини.змінюючи акустичну довжину L шляхом переміщення резервуару Р, можна досягти максимального звучання повітряного стовпа в трубі - акустичного резонансу. При резонансній частоті, звучання повітряного стовпа в трубі максимально. Відповідно до (6.43) кожному резонансу з номером n буде відповідати певна акустична резонансна довжина L_n, причому відстань між сусідніми значеннями резонанасної довжини становитиме половину довжини хвилі звукових коливань.

Вимірювання виконуються в такій послідовності:

1. Підключити електронні прилади експериментальної установки до електричної мережі, включити їх і дати прогрітись 5-7 хвилин для стабілізації робочого режиму;

2. Встановити робочу частоту генератора в межах від 400 гц до 2000 гц відповідним регулятором, а амплітуду коливань генератора встановити такою, щоб забезпечити відповідне сприйняття «на слух»;

3. Опустити резервуар з рідиною до такого рівня, щоб рідина в звуковій трубі знаходилась на 3-4 см вище дна;

4. Поступово піднімаючи вгору резервуар з рідиною, визначати частоти резонансу за максимальним звучанням повітряного стовпа в звуковій трубі і фіксувати величину акустичної резонансної довжини L_n;

5. Результати вимірювань занести в Таблицю 2.43.

Таблиця 2.43.

	μ=0,029 (кг/моль)	Р (па)=	Т (К)=	ν (гц)=
к – номер виміру	n - номер резонансу	Резонансна довжина Ln	n - к	Ln - Lк

Обробка результатів вимірів. Для підвищення достовірності отриманих результатів при розрахунках варто використатикореляційний аналіз із застосуванням, наприклад, методу найменших квадратів (МНК). Для цього необхідно застосувати відповідні програмні системи: Excel, Мсad, ORIGIN та інш., які мають вбудовані процесори МНК.

Використання ORIGIN: занести данні Таблиці 1.43 в таблицю ORIGIN (n-k® х, ® у), через меню Plot побудувати графік залежності від (n-k); через меню Тооl застосувати опцію Linear fit; ORIGIN побудує на графіку лінію регресії і видасть параметри лінійної кореляції, в яких відповідно до виразу (5.43) коефіцієнт b = V.

Остаточні результати обчислення записати у вигляді

.

1. Напишіть рівняння прямої і зворотної хвилі.

2. Виведіть рівняння стоячої хвилі й опишіть її властивості.

3. Запишіть граничні умови стоячої хвилі в газі, що знаходиться у звуковій трубі довжини L.

ЛІТЕРАТУРА

1.43. Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П.. Загальний курс фізики: Навчальний посібник. –Т. 1.: Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка. – К.: Техніка, 1999. – 536 с.

2.43 Дущенко В.П., Кучерук І.М. Загальна фізика. Фізичні основи механіки. Молекулярна фізика і термодинаміка. – К.: Вища школа, 1993. – 431 с.

3.43 Загальна фізика. Лабораторний практикум: Навч. посібник за заг.ред. І.Т. Горбачука. – К.: Вища школа, 1992. – 509 с.

4.43 Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высш. шк., 2000. – 478 с.

5.43 А.О.Потапов, А.І.Мотіна. Опрацювання результатів вимірювання при виконанні лабораторних робіт фізичного практикума з використанням математичної системи Mcad. (Методичні вказівки до лабораторного практикуму для студентів усіх спеціальностей). - К.: КНУТД, 2004.- 112 с.

Дата добавления: 2015-05-23