Feladat: 78. fizika mérési feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Czigány Zsolt 
Füzet: 1985/szeptember, 284 - 285. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Mechanikai mérés, Hajlítás, Transzverzális hullámok, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1985/február: 78. fizika mérési feladat

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

A kísérletezők többsége a vonalzó rezgéseit papírra rajzolta ki. A vonalzó végére valamilyen írószerszámot helyeztek el, és előtte villanymotorral, fúrógéppel, lemezjátszóval vagy villanyvasúttal mozgatott papírt húztak el. A teljes mérési idő (T) és a papírról leszámlálható rezgésszám (n) ismeretében a frekvencia egyszerűen meghatározható volt: f=n/T.
Néhány megoldó más módszerrel mért. A vonalzó végére fehér papírt ragasztott, és azt változtatható frekvenciájú stroboszkóp segítségével mérte. (A stroboszkóp szaggatottan világítja meg vagy takarja el a tárgyat.) Ha a stroboszkóp frekvenciája a vonalzóvég rezgési frekvenciájával megegyezik, a vonalzó végén a papírdarab állni látszik. A megoldók ennek megfelelően állították be a stroboszkóp frekvenciáját, és így határozták meg közvetlenül a rezgés frekvenciáját.
A fenti mérésekben a közös az, hogy a megoldók a vonalzót a végénél megrezgetve a vég mechanikai mozgását figyelték, azaz a befogott vonalzó alaprezgésének frekvenciáját, az úgynevezett alapharmonikust határozták meg.

 
 

Az ábrán Czigány Zsolt III. o. t. (Zalaegerszeg, Zrínyi M. Gimn.) mérési eredményeit közöljük. Ő a kirajzolásos módszerrel mérte a vonalzó alaprezgéseinek frekvenciáját. A kapott hosszfüggés 1/l2-tel arányosnak adódott. A konkrét frekvencia természetesen erősen függött a vonalzó anyagától.
Néhányan a következő módon mértek: zongorahangokkal próbálták összehasonlítani a vonalzó rezgéseinek hangját, és ennek alapján meghatározni a rezgés frekvenciáját. Ez a módszer most nem volt megfelelő. A vonalzó alaprezgése alacsony frekvenciájú, azt az emberi fül kevéssé érzékeli, helyette az úgynevezett felharmonikus hangokat érzékeli, amelyek frekvenciája az alapfrekvencia egész számú többszöröse.
Voltak, akik frekvenciagenerátor segítségével a vonalzó rezonanciafrekvenciáit próbálták mérni. Ekkor azonban a gerjesztő frekvencia értéke függ attól, hogy a vonalzón hol van a vonalzót és a generátort összekötő mechanikai csatolás.