Gelombang & Bunyi
Resonans paip
Tekan Main -- pacu satu paip terbuka pada asasnya; resonans meningkatkan gerak balas.
Resonans paip — simulasi Gelombang & Bunyi interaktif. Tekan Main -- pacu satu paip terbuka pada asasnya; resonans meningkatkan gerak balas. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Resonans paip
Paip terbuka beresonans apabila frekuensi pacuan sepadan dengan mod gelombang-pegun.
Bagi paip terbuka-terbuka, panjang gelombang yang dibenarkan memenuhi L = nλ/2. Pada resonans, amplitud terbina kerana tenaga dipindahkan dengan cekap ke mod paip.
- fₙ = n·v/(2L)
- Paip terbuka: λₙ = 2L/n
Ringkasan penyiasatan
Rancang soalannya sebelum anda membuka makmal
Ringkasan ini menggambarkan halaman pra-render: soalan pemacu, ramalan bersaing, peranan pemboleh ubah, hukum pengawal, susunan, analisis dan gesaan lanjutan kekal kelihatan dan mengikut turutan ini.
Soalan pemacu
Lajur udara terbuka-terbuka (seperti paip organ terbuka) beresonans pada frekuensi asas yang ditetapkan panjangnya. Jika anda menggunakan paip lebih pendek, adakah pic resonans naik atau turun?
Ramalan untuk ditimbang
- Paip lebih pendek beresonans pada frekuensi asas lebih rendah.
- Paip lebih pendek beresonans pada frekuensi asas lebih tinggi.
- Panjang paip tidak menjejaskan frekuensi asas.
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Panjang paip L (m)
Apa yang anda ukur:
- Panjang gelombang asas λ (m)
- Frekuensi asas f₁ (Hz)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka praset resonans-paip dan tekan Set semula. Paip terbuka pada kedua-dua hujung, dalam udara 20°C.
- Aktifkan bacaan frekuensi-asas pada paip.
- Tetapkan panjang paip bagi setiap percubaan dan rekod frekuensi asas.
Persamaan pengawal
Asas Paip-Terbuka — f₁ = c/(2L)
Lajur udara terbuka pada kedua-dua hujung beresonans dengan satu panjang gelombang penuh muat dua kali panjangnya (λ = 2L), memberi frekuensi asas f₁ = c/(2L) -- hubungan laju-panjang-gelombang yang sama seperti sebarang gelombang, digunakan pada bunyi dalam udara.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Bagi satu percubaan, kira f₁ = c/(2L) menggunakan c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s bagi udara 20°C. Bandingkan dengan jadual.
- Asas paip terbuka-terbuka mempunyai panjang gelombang penuh λ = 2L. Terangkan, menggunakan v = fλ, mengapa f₁ = c/(2L) terus mengikut daripada panjang gelombang itu.
Di mana ini muncul di luar makmal
- Paip tertutup pada satu hujung (seperti klarinet) hanya menyokong harmonik ganjil dan mempunyai asas f₁ = c/(4L) -- separuh frekuensi eksperimen ini bagi panjang sama. Mengapa penutupan satu hujung menggandakan panjang gelombang berkesan?
- Laju bunyi c meningkat dengan suhu udara. Jika anda memainkan paip yang sama di luar pada hari jauh lebih sejuk, adakah pic resonansnya naik atau turun? Mengapa alat tiup perlu ditala semula apabila suhu berubah?
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.4 Standing waves and resonance
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Selamat datang ke Resonans Paip
- Pilih paipnya
- Tekan Main
- Pacu asasnya
- Buka panel Sifat
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.