Atviro vamzdžio rezonansas: ilgis nustato aukštį

1 · Spėk

Atvira-atvira oro kolona (kaip atviras vargonų vamzdis) rezonuoja pagrindiniu dažniu, kurį nustato jos ilgis. Jei naudos trumpesnį vamzdį, ar rezonansinis aukštis kyla ar krenta?

• Trumpesnis vamzdis rezonuoja žemesniu pagrindiniu dažniu.
• Trumpesnis vamzdis rezonuoja aukštesniu pagrindiniu dažniu.
• Vamzdžio ilgis neveikia pagrindinio dažnio.

2 · Paruošk

1. Atidaryk „Atviro vamzdžio rezonansas“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Vamzdis atviras abiem galais, 20°C ore.
2. Įjunk pagrindinio dažnio rodmuo ant vamzdžio.
3. Nustatyk vamzdžio ilgį kiekvienam bandymui ir užsirašyk pagrindinį dažnį.

3 · Rink duomenis

Braižyk pagrindinį dažnį f₁ (y ašis) prieš 1/L (x ašis) savo trims bandymams.

4 · Analizuok

1. Vienam bandymui apskaičiuok f₁ = c/(2L) naudodamas c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s 20°C orui. Palygink su lentele.
2. Atviro-atviro vamzdžio pagrindinėje yra visas bangos ilgis λ = 2L. Paaiškink, naudodamas v = fλ, kodėl f₁ = c/(2L) kyla tiesiogiai iš to bangos ilgio.

5 · Išplėsk

1. Vamzdis, uždarytas viename gale (kaip klarnetas), palaiko tik nelygines harmonikas ir turi pagrindinį f₁ = c/(4L) — pusę šio eksperimento dažnio tam pačiam ilgiui. Kodėl vieno galo uždarymas gali padvigubinti efektyvųjį bangos ilgį?
2. Garso greitis c didėja su oro temperatūra. Jei grotum tą patį vamzdį lauke gerokai šaltesnę dieną, ar jo rezonansinis aukštis kiltų ar kristų? Kodėl pučiamiesiems instrumentams reikia perderyti keičiantis temperatūrai?

Fizika už šio eksperimento

← Grįžti prie eksperimento

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai