Dalgalar ve Ses
Boru rezonansı
Oynat'a basın — açık bir boruyu temel frekansında sürün; rezonans tepkiyi güçlendirir.
Boru rezonansı — etkileşimli Dalgalar ve Ses simülasyonu. Oynat'a basın — açık bir boruyu temel frekansında sürün; rezonans tepkiyi güçlendirir. Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
Boru rezonansı
Sürücü frekans bir duran-dalga moduyla eşleştiğinde açık bir boru rezonansa girer.
Her iki ucu açık bir boru için, izin verilen dalga boyları L = nλ/2'yi sağlar. Rezonansta, enerji boru moduna verimli bir şekilde aktarıldığı için genlik artar.
- fₙ = n·v/(2L)
- Açık boru: λₙ = 2L/n
Araştırma özeti
Laboratuvarı açmadan önce soruyu planlayın
Bu özet, önceden oluşturulmuş sayfayı yansıtır: yönlendirici soru, yarışan tahminler, değişken rolleri, yöneten yasalar, kurulum, analiz ve geliştirme istemleri görünür kalır ve bu sırayı izler.
Sürüş sorusu
Açık-açık hava sütunu (açık organ borusu gibi), uzunluğuna göre belirlenen temel bir frekansta rezonansa girer. Daha kısa bir boru kullanırsanız rezonans perdesi artar mı yoksa azalır mı?
Tartılacak tahminler
- Daha kısa bir boru daha düşük bir temel frekansta rezonansa girer.
- Daha kısa bir boru daha yüksek bir temel frekansta rezonansa girer.
- Boru uzunluğu temel frekansı etkilemez.
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Boru uzunluğu L (m)
Ölçtüğünüz şey:
- Temel dalga boyu λ (m)
- Temel frekans f₁ (Hz)
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- Boru rezonansı ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Borunun her iki ucu da 20°C sıcaklıkta açıktır.
- Borudaki temel frekans okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için boru uzunluğunu ayarlayın ve temel frekansı kaydedin.
Yönetim denklemi
Açık Boru Temeli — f₁ = c/(2L)
Her iki ucu açık olan bir hava sütunu, uzunluğunun iki katına (λ = 2L) uyan tam dalga boyuyla rezonansa girerek temel frekansı f₁ = c/(2L) verir; havadaki sese uygulanan herhangi bir dalgayla aynı hız-dalga boyu ilişkisi.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Bir deneme için, 20 °C hava için c = 331.3 ·√(1 + 20 /273.15) m/s kullanarak f₁ = c/(2L)'yi hesaplayın. Tabloyla karşılaştırın.
- Açık-açık bir borunun temelinin tam dalga boyu λ = 2L'dir. v = fλ kullanarak f₁ = c/(2L)'nin neden doğrudan bu dalga boyundan geldiğini açıklayın.
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- Bir ucu kapalı olan bir boru (klarnet gibi) yalnızca tek harmonikleri destekler ve temel f₁ = c/(4L)'ye sahiptir - aynı uzunluk için bu deneyin frekansının yarısı. Neden bir ucu kapatmak etkili dalga boyunu iki katına çıkarabilir?
- Sesin hızı c hava sıcaklığıyla artar. Aynı boruyu çok daha soğuk bir günde açık havada çalsaydınız, rezonans perdesi yükselir mi yoksa azalır mı? Sıcaklık değiştikçe nefesli çalgıların neden yeniden ayarlanması gerekiyor?
- 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
- Hoş geldiniz: boru rezonans
- Seçin: boru
- Oynat'a basın
- Temel modu sürme
- Denetleyiciyi açın
- Başardınız!
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.