Schwingungen und Wellen

 -S    -T   

SW 2.9 Seilwellengerät

An einem Seil werden mit einem motorbetriebenen Exzenter stehende, zirkular polarisierte Transversalwellen erzeugt.

Wichtige Daten: Effektive Seillänge: 48,5cm Frequenz: 44Hz Kraftmessbereich: 1N Halterhöhe: max.55cm

1. Allgemein

Bei bekannter Länge s wird die Spannkraft F solange variiert, bis stehende Wellen der Wellenlänge

    λ_n = (2s)/n    n=Zahl der Schwingungsknoten

erscheinen.

2. Versuch 1

Im ersten Versuch werden bei fester Anregungsfrequenz die Wellenlängen λ_n der stehenden Seilwellen für verschiedene Seillängen s und verschiedene Seilmassen m ermittelt und gegen die jeweilige Spannkraft F_n aufgetragen. Die Auswertung bestätigt den Zusammenhang

    λ ~ √(F/m*)

mit der Massenbelegung

    m* = m/s     m = Seilmasse, s = Seillänge

3. Versuch 2

Im zweiten Versuch wird bei gleichem Messprogramm zusätzlich ein Stroboskop eingesetzt. Es dient zum einen zur Bestimmung der Anregungsfrequenz f des Motors. Zum anderen wird die zirkulare Polarisation der Wellen eindrucksvoll sichtbar, wenn die stehende Seilwelle mit Lichtblitzen beleuchtet wird, deren Frequenz nahe der Anregerfrequenz liegt. Die zusätzliche Bestimmung der Frequenz f erlaubt die Berechnung der Phasengeschwindigkeit c der Seilwellen gemäß

    c = λ·f

und die quantitative Bestätigung des Zusammenhangs

    c = √(F/m*)