13 svar
54 visningar
Anto behöver inte mer hjälp
Anto 258
Postad: 10 maj 11:52

Ljud

En stämgaffel med f=2 kHz hålls över ett rör med en vattenivå som sänks och höjs. Resonans uppkommer vid vissa höjder på luftpelaren. Första maximum då den är 5,7 cm lång och femte maximum då den är 39,3 cm.

Beräkna våglängden och utifrån den ljudhastigheten.

Hur gör man? Är inte ljudhastigheten 340 m/s? Frekvensen är konstant. Olika längder på luften bör väl ge olika våglängder?

Pieter Kuiper 8033 – Avstängd
Postad: 10 maj 13:26 Redigerad: 10 maj 13:27
Anto skrev:
Olika längder på luften bör väl ge olika våglängder?

Nej, du tänker nog på grundtonerna av olika orgelpipor osv.

Men eftersom frekvensen är konstant (den kommer från stämgaffeln), är även våglängden konstant här.

Uppgiften är att bestämma den.

Anto 258
Postad: 10 maj 13:47 Redigerad: 10 maj 13:48

Så man ska inte tänka det som en pipa med en sluten ände?

Anto skrev:

Så man ska inte tänka det som en pipa med en sluten ände?

Jo.

Och den ger en rad resonanser vid denna våglängd när längden görs större.

Anto 258
Postad: 10 maj 14:01 Redigerad: 10 maj 14:03

Okej. Så innebär resonans i detta fallet slutna vågor som gör att ljudstyrkan ökar? Är det vad resonans är?

Så grundtonen uppkommer vid 5,7 cm lång luftpelare och fjärde övertonen då den är 39,3 cm?

Kommer inte detta ge två svar för våglängden?

Pieter Kuiper 8033 – Avstängd
Postad: 10 maj 14:06 Redigerad: 10 maj 14:54
Anto skrev:

Kommer inte detta ge två svar för våglängden?

Jo.

Men det beror på ändeffekter (som gör att effektiv längd är typ en halv diameter större). Det noggranna sättet att bestämma våglängden är att använda skillnaden.

Anto 258
Postad: 10 maj 22:50

Jag förstår inte hur jag ska göra det.

Då kan man ju alltid rita de stående vågorna i båda fallen. 

Anto 258
Postad: 11 maj 09:50

Det har jag gjort och ser att första maximum är grundtonen där L=5,7=lambda/4 och femte maximum är fjärde övertonen där L=39,3=9*lambda/4.

Lambda får två värden. Skulle jag ta någon sorts skillnad? Varför det?

Anto skrev:

Skulle jag ta någon sorts skillnad? Varför det?

Men då ser du väl i ritningen att skillnaden i längd är två våglängder?

Anto 258
Postad: 11 maj 10:43

Ja det ser jag. Men det är ju inte samma våglängder som man beräknar skillnaden mellan. Vad innebär det att skillnaden är 2 våglängder? 

Pieter Kuiper 8033 – Avstängd
Postad: 11 maj 10:45 Redigerad: 11 maj 10:46

Det var ju våglängden du skulle bestämma, så λ=39,3-5,72=16,8 cm.\lambda = \dfrac{39,\!3-5,\!7}{2} = 16,\!8 \ {\rm cm}.

Anto 258
Postad: 11 maj 10:48

Jag förstår beräkningen och så men inte varför man gör den. De våglängder man beräknar skillnaden emellan är ju olika, fungerar detta ändå?

Pieter Kuiper 8033 – Avstängd
Postad: 11 maj 10:55 Redigerad: 11 maj 10:55

Som jag skrev, det finns ändeffekter, som är lite okända. Vi ser här att en fjärdedels våglängd är några centimeter längre än det första mätvärdet. Vågen "sticker ut" utanför röret. Och vi vet inte hur långt det är (sådant beror på rörets diameter).

Så därför får man (i allmänhet i experiment) bättre värden om man kan ta skillnader där sådant inte kan störa.

Svara
Close