Ressonància de tub obert: la longitud fixa el to

1 · Prediu

Una columna d'aire oberta pels dos extreus (com un tub d'orgue obert) ressona en una freqüència fonamental fixada per la seva longitud. Si fas servir un tub més curt, el to ressonant puja o baixa?

• Un tub més curt ressona en una freqüència fonamental més baixa.
• Un tub més curt ressona en una freqüència fonamental més alta.
• La longitud del tub no afecta la freqüència fonamental.

2 · Configura

1. Obre el predefinit de ressonància de tub i prem Restableix. El tub és obert pels dos extrems, en aire a 20°C.
2. Activa la lectura de freqüència fonamental al tub.
3. Defineix la longitud del tub per a cada prova i enregistra la freqüència fonamental.

3 · Recull dades

Representa la freqüència fonamental f₁ (eix y) contra 1/L (eix x) per a les tres proves.

4 · Analitza

1. Per a una prova, calcula f₁ = c/(2L) amb c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s per a aire a 20°C. Compara-ho amb la taula.
2. El fonamental d'un tub obert-obert té una longitud d'ona completa λ = 2L. Explica, amb v = fλ, per què f₁ = c/(2L) se'n deriva directament.

5 · Amplia

1. Un tub tancat per un extrem (com un clarinet) només admet harmònics senars i té fonamental f₁ = c/(4L): la meitat de la freqüència d'aquest experiment per a la mateixa longitud. Per què tancar un extrem podria doblar la longitud d'ona efectiva?
2. La velocitat del so c augmenta amb la temperatura de l'aire. Si toquessis aquest mateix tub a l'exterior un dia molt més fred, el seu to ressonant pujaria o baixaria? Per què els instruments de vent necessiten reafinar quan canvia la temperatura?

La física al darrere d'aquest experiment

← Torna a l'experiment

138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles