Гравитационно-капилярные волны на поверхности жидкости

Рубрика : 5 курс, Лабораторные работы

Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.Г.ЧЕРНЫШЕВСКОГО»

Кафедра электроники, колебаний и волн
Гравитационно-капилярные волны на поверхности жидкости.

Работу выполнили студенты

Саратов 2010г.

Задание.

1. Пронаблюдайте волновую картину при периодическом возмущении поверхности с помощью вибратора (5). Пользуясь стробоскопом и линейкой, измерьте зависимость длины бегущей волны λ от частоты f периодического сигнала, подаваемого на вибратор, и постройте графики ω(k), vф(k). λ (f)

длина волны, мм частота Hz
6                                             50
7                                             45
8                                             40
9                                              35
10                                              30
11                                               25
13                                               20
17                                                15
27                                             12,5

Гравитационно-капилярные волны на поверхности жидкости

Гравитационно-капилярные волны на поверхности жидкости

Гравитационно-капилярные волны на поверхности жидкости

2. Рассчитайте зависимости ω(k), vф(k) с помощью дисперсионного уравнения (5), определите частоту, соответствующую минимуму групповой скорости. Сравните данные экспериментов и расчетов по линейной гидродинамической теории.

3. Пронаблюдайте, сделайте качественный рисунок и объясните картину распространения волн от капли, падающей в воду. Для создания капель воспользуйтесь пипеткой. Проведите аналогичное наблюдение при падении в ванну пластилинового шара.
Сравните результаты наблюдений с картиной, представленной на рис.5 и дайте объяснение.

Падение капли воды.

Падение капли водыПадение капли водыПадение капли воды
Падение пластилинового шара.

Падение пластелинаПадение пластелина

4. Пронаблюдайте и сделайте качественные зарисовки волновой картины за движущимся цилиндром. Для этого сначала возьмите в руку иголку или разогнутую канцелярскую скрепку и, держа ее вертикально, проведите по поверхности с различной скоростью (убедитесь, что при малых скоростях волны не возбуждаются). Затем измерьте скорость, при которой появляются волны при различных размерах движущихся предметов. Используйте для этого подвижный зонд и цилиндрически насадки на него, которые можно крепить пластилином. Дайте объяснения наблюдающимся картинам, закономерностям и зависимостям.

Волновая картина за движущимся цилиндром

Средняя скорость, при которой появляются волны при различных размерах движущихся предметов.

D, мм V м/c
2                 0,34
5                    0,3
13                  0,2

5. Увеличивая скорость движения цилиндра, пронаблюдайте появление за ним дорожки вихрей (дорожки Кармана). Оцените зависимость критической скорости, при которой появляется дорожка, от диаметра цилиндра.

При увеличении диаметра, критическая скорость, движения цилиндра необходимую для образования дорожки вихрей, уменьшается.

И на последнее: работа в Запорожье


Хотите получать материалы на e-mail?