Δεύτερο video στο οποίο έχουμε δημιουργήσει στάσιμο κύμα σε ένα ελατήριο κυματισμών, με τον συνάδελφο Γιάννη Παπαδημητρίου...
...χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρομαγνητικό κουδούνι (χωρίς το καμπανάκι), ένα ελατήριο κυματισμών (2m), δύο βάσεις και δύο ράβδους στήριξης, ένα συν ένα συνδέσμους, ένα τροφοδοτικό συνεχούς τάσης, ένα διακόπτη, καλώδια σύνδεσης, ένα σφιγκτήρα και ένα κομμάτι επίπεδο ξύλο.
Η ιδέα της όλης διάταξης ξεκίνησε από τη λογική του ηλεκτρομαγνητικού κουδουνιού και πιο συγκεκριμένα της ιδιότητας του να πάλλεται λόγω της μαγνητικής δύναμης που ασκείται στο στέλεχος του κουδουνιού, μόνο όταν το κύκλωμα είναι κλειστό.
Έτσι σ' ένα ηλεκτρομαγνητικό κουδούνι, ασκείται μαγνητική δύναμη στο κινούμενο στέλεχος του κουδουνιού (αυτό δηλαδή που χτυπάει το καμπανάκι), όταν το κύκλωμα είναι κλειστό (όταν δηλαδή το κύκλωμα διαρρέεται από ρεύμα). Λόγω της ελκτικής δύναμης από τον ηλεκτρομαγνήτη το στέλεχος κινείται προς τα κάτω και το κύκλωμα ανοίγει, έτσι το στέλεχος δεν δεν δέχεται πια ελκτική δύναμη και επιστρέφει στην αρχική του θέση κινούμενο προς τα πάνω. Το ίδιο φαινόμενο επαναλαμβάνεται συνεχώς και το αποτέλεσμα είναι το στέλεχος του κουδουνιού να κινείται πάνω - κάτω περιοδικά.
Το ελατήριο, που είναι συνδεδεμένο στο στέλεχος του κουδουνιού, εξαναγκάζεται να κινείται περιοδικά πάνω - κάτω, όπως δηλαδή κινείται η πηγή ενός αρμονικού κύματος.Δείτε την παρακάτω προσομοίωση για να καταλάβετε καλύτερα την κίνηση του στελέχους του κουδουνιού.
Επειδή η άλλη άκρη του ελατηρίου είναι ακλόνητα στερεωμένη (στην απέναντι ράβδο στήριξης, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα), κατά μήκος του ελατηρίου δημιουργείται στάσιμο κύμα.
Επειδή η άλλη άκρη του ελατηρίου είναι ακλόνητα στερεωμένη (στην απέναντι ράβδο στήριξης, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα), κατά μήκος του ελατηρίου δημιουργείται στάσιμο κύμα.
Δίνοντας διάφορες τιμές στην τάση V, παίρνουμε διαφορετικές εικόνες στάσιμου κύματος, αφού αλλάζει ο αριθμός των δεσμών και των κοιλιών του στάσιμου κύματος. Στη συγκεκριμένη διάταξη, η τάση που χρησιμοποιήσαμε ήταν περίπου 7V γιατί σε αυτή την τιμή τάσης είχαμε τα καλύτερα οπτικά αποτελέσματα. Όπως θα δείτε στο παρακάτω video το στάσιμο κύμα που δημιουργήθηκε έχει τρεις δεσμούς και τρεις κοιλίες.
Αν παρατηρήσετε προς το τέλος του video η εικόνα του στάσιμου κύματος δεν είναι τόσο καλή όσο ήταν στην αρχή και αυτό οφείλεται στην όχι πολύ καλή σταθερότητα του συστήματος με την έννοια ότι το παραγόμενο κύμα κατά προσέγγιση αρμονικό.
Δείτε το πείραμα.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/95/Electric_Bell_animation.gif/220px-Electric_Bell_animation.gif
