1Pomiar okresu wahadła
- Przyrządy: statyw, nić z ciężarkiem, linijka, stoper (np. w telefonie).
- Wychyl wahadło o mały kąt i puść. Włącz stoper, gdy ciężarek mija wybrany punkt, i zmierz czas t wielu, np. 10 lub 20, pełnych drgań.
- T = t przez n, gdzie t – czas trwania n drgań [s], n – liczba drgań.
Mierzymy czas wielu drgań, bo błąd włączenia i wyłączenia stopera (czas reakcji, ok. 0,2 s) dzieli się wtedy na wszystkie drgania.
„Wystarczy zmierzyć jedno drganie”
Jedno drganie trwa ok. 1–2 s, więc błąd 0,2 s to aż 10–20% wyniku.
2Tabela, średnia i niepewność
| pomiar | czas 10 drgań [s] |
|---|---|
| 1 | 14,2 |
| 2 | 14,0 |
| 3 | 14,3 |
- Średnia: t = (14,2 s + 14,0 s + 14,3 s) : 3 ≈ 14,17 s.
- Okres: T = 14,17 s : 10 ≈ 1,42 s; częstotliwość f = 1 : 1,42 s ≈ 0,70 Hz.
- Niepewność czasu 10 drgań: największa różnica od średniej ≈ 0,2 s (tyle co czas reakcji); niepewność okresu 0,2 s : 10 = 0,02 s, więc T = (1,42 ± 0,02) s.
Dlaczego mierzymy czas 10 drgań, a nie jednego?
Błąd stopera dzieli się na 10 drgań.
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
3Pokazy fal
- Długa sprężyna leży na podłodze. Ruch jej końca w bok daje falę poprzeczną, a pchanie i ciąganie wzdłuż – podłużną z widocznymi zagęszczeniami.
- Lina przywiązana do klamki: im szybciej machasz, tym krótsze fale.
- Miska z wodą: od kropli biegną kręgi, a pływający korek tylko podskakuje.
4Dźwięki: słuch a pomiar
- Kamerton po uderzeniu daje czysty ton, np. 440 Hz; dotknięty do wody rozpryskuje ją, bo drga.
- Linijka przyciśnięta do ławki: krótszy wystający koniec – wyższy dźwięk. Butelki z wodą: im więcej wody, tym krótszy słup powietrza i wyższy dźwięk przy dmuchaniu.
- Aplikacja z oscylogramem pokazuje wykres dźwięku. Z czasu kilku drgań obliczysz okres i częstotliwość.
- Słuchem ocenisz, który dźwięk jest wyższy, ale nie zmierzysz, o ile – a ocena zależy od osoby. Pomiar daje liczbę w hercach: dźwięk o oktawę wyższy ma dwa razy większą częstotliwość.
Jak pokazać, że kamerton wydający dźwięk drga?
Drgające ramiona rozpryskują wodę.
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
✎Ściąga: Pomiar okresu drgań i pokazy fal
Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.
- Mierzymy czas wielu drgań, bo błąd włączenia i wyłączenia stopera (czas reakcji, ok. 0,2 s) dzieli się wtedy na wszystkie drgania.
?Quiz: powtórz przed kartkówką
8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.
20 drgań wahadła trwało 30 s. Okres drgań wynosi
- A1,5 s
- B10 s
- C0,67 s
- D600 s
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: 1,5 s – T = t : n = 30 s : 20 = 1,5 s.
Dlaczego mierzymy czas 10 drgań, a nie jednego?
- Abo każde drganie trwa inaczej
- Bżeby wahadło się rozpędziło
- Cżeby zmniejszyć wpływ czasu reakcji na wynik
- Dżeby zwiększyć amplitudę
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: żeby zmniejszyć wpływ czasu reakcji na wynik – Błąd stopera dzieli się na 10 drgań.
Czas 10 drgań zmierzono trzy razy: 14,2 s, 14,0 s i 14,3 s. Okres wynosi ok.
- A0,71 s
- B4,72 s
- C14,17 s
- D1,42 s
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: 1,42 s – Średnia 14,17 s podzielona przez 10 daje ok. 1,42 s.
Niepewność pomiaru czasu 10 drgań wynosi 0,2 s. Niepewność okresu to
- A0,1 s
- B0,02 s
- C0,2 s
- D2 s
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: 0,02 s – 0,2 s : 10 = 0,02 s.
Jak pokazać falę podłużną na długiej sprężynie?
- Apodgrzać sprężynę
- Bpchać i ciągnąć jej koniec wzdłuż sprężyny
- Cporuszać końcem w bok
- Dzostawić ją nieruchomo na podłodze
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: pchać i ciągnąć jej koniec wzdłuż sprężyny – Zwoje drgają wtedy wzdłuż kierunku fali.
Do butelki dolewamy wody i dmuchamy nad szyjką. Dźwięk staje się
- Ataki sam
- Bwyższy
- Cniższy
- Dcichszy
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: wyższy – Krótszy słup powietrza drga szybciej.
Jak pokazać, że kamerton wydający dźwięk drga?
- Azbliżyć do niego kompas
- Bdotknąć nim powierzchni wody
- Czmierzyć jego temperaturę
- Dzważyć go
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: dotknąć nim powierzchni wody – Drgające ramiona rozpryskują wodę.
Na oscylogramie 4 pełne drgania trwają 9,1 ms. Częstotliwość dźwięku to ok.
- A110 Hz
- B440 Hz
- C2,27 Hz
- D36 Hz
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: 440 Hz – T = 9,1 ms : 4 ≈ 2,27 ms, f = 1 : 0,00227 s ≈ 440 Hz.
Cały dział „Drgania, fale i dźwięk”: ściąga i próbny sprawdzian →
Kartkówka albo sprawdzian już blisko?
Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.