Resonerende luchtkolom
Sem stelde deze vraag op 04 oktober 2024 om 16:37.Hallo, wij moesten een proef uitvoeren met een resonerende luchtkolom zie bijlage. Mijn vraag is of ik de berekening juist heb uitgevoerd.
Reacties
Kan iemand mij vertellen of dit klopt?
dag Sem,
ik denk dat je berekeningen zouden kunnen kloppen, maar je data en dus je uitkomsten niet. Op de laatste twee regels vertel je er niet bij wàt je daar uitrekent, maar ik gok op de voortplantingssnelheid van het geluid.
Er bestaan een paar gassen zoals zwavelhexafluoride waarbij dat minder dan 150 m/s is, maar 70 m/s zeker niet. Ik denk eigenlijk dat er niks dan lucht boven het water in die cilinders zat en verwacht dus waarden rond de 330-340 m/s te gaan vinden.
Dus ik denk dat je niet helemaal begrijpt wat de grootheden in die formules allemaal voorstellen en dus wat verkeerd hebt ingevuld.
Even terug naar je opdracht:
Vraag 1:
"test de theorie van de staande golf"
Heb je die begrepen voor een staande golf in een zg halfopen buis? Leg aan de hand van die theorie eens uit waarom je hoorde wat je hoorde terwijl je "de cilinder langzaam met water liet vollopen"
Vraag 2:
Je noteert ergens : "lengte luchtkolom 1000 mL: 16 cm = 0,16 m"
Waarom heb je juist die lengte genoteerd om vervolgens daarmee te gaan rekenen?
Groet, Jan
Vraag 1:
"test de theorie van de staande golf"
Heb je die begrepen voor een staande golf in een zg halfopen buis? Leg aan de hand van die theorie eens uit waarom je hoorde wat je hoorde terwijl je "de cilinder langzaam met water liet vollopen" ik hoorde dat het geluid harder werd dus dat er resonantie optrad
Vraag 2:
Je noteert ergens : "lengte luchtkolom 1000 mL: 16 cm = 0,16 m"
Waarom heb je juist die lengte genoteerd om vervolgens daarmee te gaan rekenen? de lengte van de buis was 16 cm en in die formule moet je de lengte van de buis gebruiken.
Kunt u mij dan uitleggen wat ik moet doen om de goede berekeningen te krijgen want ik loop vast
of moet ik de golflengte per resonantie punt berekenen en dan het gemiddelde daarvan nemen?
Sem
of moet ik de golflengte per resonantie punt berekenen en dan het gemiddelde daarvan nemen?
dag Dina, Sem
Aangezien die golflengte steeds dezelfde zou moeten zijn, want je hoort steeds dezelfde toon, zou je dat kunnen doen om je resultaten nauwkeuriger te krijgen. Maar daar zit niet je probleem.
Laten we dan maar eens even kort naar de theorie kijken:
In een halfopen buis ontstaat een staande golf als een (stuk van een) golf precies past met een knoop op het wateroppervlak, en een buik ietsje boven de opening. We noemen dat de grondtoon. In de buis staat op dat moment een kwart golf. Heb je dus een golflengte van bijvoorbeeld 20 cm, dan is de luchtkolom op dat moment 5 cm lang.
Laat bij diezelfde toon de buis verder leeglopen, en bij een luchtkolom van 15 cm hoor je wéér die resonantie. Er is wéér een knoop op het wateroppervlak, en weer een buik aan de opening, maar daartussenin vinden we nog een knoop en een buik. Er past op die manier netjes driekwart golf in die 15 cm.
enzovoort:
Zie je nu wat je met je experiment eigenlijk hebt gedaan?
Kun je nu ook, aan de hand van je metingen, met die formule of gewoon met een gezondverstandrekensommetje, van je twee tonen de correcte golflengtes uitrekenen, en die dan invullen in v=λ·f om de voortplantingssnelheid te bepalen?
groet, Jan
nu snap ik het meer maar mijn resultaten zijn niet constant dus dan heb ik toch eigenlijk niks aan deze gegevens?
Dina
Vraag 1:
ik hoorde dat het geluid harder werd dus dat er resonantie optrad
nee, dat hoorde je niet. Je hoorde het geluid afwisselend harder en zachter.
Dina
Vraag 2:
de lengte van de buis was 16 cm en in die formule moet je de lengte van de buis gebruiken.
nee, je moest steeds de lengte noteren van de luchtkolom waarbij resonantie optrad
ja dat kan ik berekenen er zou dus op 1/4 golflengte resonantie op moeten treden dus 16:4 is op 4 cm moet er resonantie optreden en op 3/4 golflengte dus 12 cm
Sem
nu snap ik het meer maar mijn resultaten zijn niet constant dus dan heb ik toch eigenlijk niks aan deze gegevens?
als het goed is liet je de buis vollopen, en hoorde je bij enkele waterhoogtes resonantie.
Als het goed is heb je dan die hoogtes met viltstift gemarkeerd,
en na afloop de bij die strepen behorende lengte L van de luchtkolom gemeten.
met die metingen moeten we verder. Heb je die?
Groet, Jan
ja dat kan ik berekenen er zou dus op 1/4 golflengte resonantie op moeten treden dus 16:4 is op 4 cm moet er resonantie optreden en op 3/4 golflengte dus 12 cm m. Klopt dit?
Nee, nu ben je volgens mij een beetje blind naar een resultaat aan het toe rekenen.
Tijdens het vullen van de buis vanaf lege toestand, hoe vaak hoorde je resonantie?
Ik denk dat je die 16 cm hebt gemeten als kortste luchtkolom (hoogste waterstand) waarbij resonantie optrad bij een toon van 500 Hz, klopt dat?
Geef dan eens de andere lengtes van die luchtkolom waarbij óók resonatie optrad. Dié gegevens zoeken we.
bij 2,72 cm, 8,8 cm, 11,2 cm en 13,6 cm
en dit was bij 300 Hz
en die toon was dan zeker geen 300 of 500 Hz, maar ongeveer 7200 Hz? Best een irritant toontje voor zo'n opdracht.
en dit was dus ook een veel kleiner buisje dan bij de foto van je opdracht? Want ik ken geen maatcilinders van 1 of 2 liter die maar 16 cm hoog zijn.
de toon was echt 300 Hz
300 Hz kan echt niet kloppen met de gemeten luchtkolommen.
Bij de gewone geluidssnelheid van 345 m/s is de golflengte λ=v/f = 345/300 = 1,15 m.
Je hoort dan resonanties op 29 cm, 86 cm, 144 cm, 201 cm enzovoort
dus er zijn een of meerdere zaken die in jouw metingen niet kloppen.
in jouw metingen zou de golflengte ongeveer 13,6-8,8 = 4,8 cm zijn:
en bij een frequentie van 300 Hz betekent dat dan een geluidssnelheid van v=λf = 0,048 x 300 = 14,4 m/s.
Wauw... Dan kun je op de fiets door die zogenaamde geluidsbarriëre als je goed doorsprint....
Hier is iets serieus mis gegaan. Ik heb geen idee wat, maar dit zou ik maar eens met je docent bespreken. Dit gaan we denk ik via een beeldscherm niet oplossen
groet, Jan