全國中小學科展

以管窺波--探討壓力波在彈性管中的振盪效應

科展類別
全國中小學科展作品
屆次
第55屆--民國104年
科別
物理科
得獎情形
第二名
學校名稱
臺北市立第一女子高級中學
指導老師
蕭志明
作者
陳雨鴻
關鍵字
壓力波,駐波,楊氏係數

摘要或動機

參考資料二的水錘實驗是探討充水剛性管壓力波的強度及週期;參考資料六的實驗是以距離除以時間求充水軟性管的波速;而高中共鳴空氣柱的實驗為空氣在剛性管中形成駐波,本實驗經由理論分析重新整理後,推論當波動在充填流體的彈性管中產生振盪時,為流體的彈性與管的結構、彈性在徑向上的串聯效應。 本實驗將彈性管充滿水置於木架上,一端接上注射針筒,另一端接上水箱。擠壓注射針筒產生波動,藉由感測器記錄波形讀取振盪時間,改變不同的變因,實驗數據支持理論分析。 最後利用理論計算出空氣在矽膠管共鳴時的波速是由空氣及管共同決定的,故波速小於(331+0.6t) m/s,實驗數據支持此推論,可知形成駐波的頻率,不只與管長有關,也與管徑、管壁厚度、材料有關。


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檔案名稱 檔案大小 格式
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