Feladat: 71. fizika mérési feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Bozsér Pál ,  Czigány Zsolt ,  Havasi Zsolt ,  Kánnár János ,  Kucsera Itala ,  Sárközi László ,  Szabó Csaba ,  Tar Krisztián 
Füzet: 1984/november, 429. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Mechanikai mérés, Vízhullámok, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1984/április: 71. fizika mérési feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

A megoldók két különböző típusú mérést végeztek el. Voltak, akik a vízhullámokat a vízfelület egyszeri megzavarásával hozták létre (pl. különböző testek vízbeejtésével), mások periodikus gerjesztéssel hullámvonulatot állítottak elő. A két mérési módszer közül az utóbbi megoldás tűnik jobbnak. Az előzőben ugyanis egy hullámcsomag terjedését kell vizsgálni, amelynek részei lényegesen eltérő sebességgel terjednek, így nehéz egyértelmű mérést végezni. A másik módszernél a hullámvonulat periodikus mozgása pontosabb mérésre ad lehetőséget.
A megoldók többsége a periodikus hullámkeltést egy fémcsík segítségével végezte, amit egy különböző frekvenciával gerjesztett elektromágnes mozgatott. Bozsér Pál 7. o. t. (Bp., Bajza u.-i Ált. Isk.) egy hangszóróra erősített drótot használt erre a célra.
A zavaró visszaverődések elkerülése végett többen szivaccsal borították a méréshez használt edény szélét. A hullámkeltés ν frekvenciáját könnyű volt meghatározni. A sebesség v=νλ összefüggés alapján való meghatározásához csak a λ hullámhossz mérését kellett megoldani. Ehhez sokan ügyes módszert választottak. A mérést üvegedényben végezték, így alulról megvilágítva a vízfelszínt, a hullámvonulatról nagyított képet tudtak előállítani. Megfelelő kalibrálás után a hullámhossz pontosan mérhető volt. Az alábbiakban Czigány Zsolt II. o. t. (Zalaegerszeg, Zrínyi M. Gimn.) eredményét közöljük. Ő 50Hz frekvenciával gerjesztve λ=0,56cm hullámhosszú hullámokat állított elő. E hullámok terjedési sebessége tehát 28cm/s. 2Hz frekvenciájú állandó vízcsepegtetéssel 14cm-es hullámokat állított elő Kánnár János III. o. t. (Nagykanizsa, Landler J. Gimn.). Tehát e hullámok terjedési sebessége is 28cm/s volt.
A felületi folyadékhullámok elméletébe való rövid bevezetést találhatunk Budó: Kísérleti fizika I. kötetében, ahol szó esik egyrészt a sebesség hullámhossz-függéséről, másrészt a vízréteg vastagságának hatásáról. Erről az utóbbi tényezőről sokan megfeledkeztek a méréseik során.
Több szellemes megoldás született az egyszeri hullámkeltés utáni terjedési sebesség mérésére is. Kucsera Itala 8. o. t. (Pécs, 39-es Dandár úti Ált. Isk.) egy pingponglabdából készített úszóra tollat szerelt. Eszel az úszó mozgásirányára merőlegesen egyenletesen mozgatott papírcsíkra rajzolva pontosan tudta, regisztrálni a hullám megérkezését. Sárközi László I. o. t. (Bp., Móricz Zs. Gimn.) mérési elrendezésében egy hasonló úszóra szerelt fémcsúcs mint érintkező állította le a hullámkeltéssel együtt indított órát. Az ilyen típusú hullámoknál mért sebességek az előzőeknél kisebbeknek adódtak.