Μέτρηση της ταχύτητας του ήχου στον αέρα

ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΟΥΝΤΑΙ :

  Ένας Η/Υ εφοδιασμένος με κάρτα ήχου και μικρόφωνο

  Το πρόγραμμα Goldwave

  Ένα καπάκι από θερμόμετρο ή ένας δοκιμαστικός σωλήνας μικρός

  Ένας χάρακας

ΕΚΤΕΛΕΣΗ:

Μετράμε το μήκος του δοκιμαστικού σωλήνα ή το μήκος από το καπάκι του θερμομέτρου. Στη δική μας περίπτωση βρέθηκε ίσο με 8,5cm.

Φυσάμε από την άκρη του σωλήνα οπότε παράγεται ένας ήχος αρμονικός κάποιας συχνότητας. Η συχνότητα αυτή μπορεί να μετρηθεί. Για τη μέτρησή της ηχογραφούμε τον ήχο οπότε βλέπουμε τη κυματομορφή του ως εξής:

Από την παραπάνω κυματομορφή μπορούμε εύκολα να βρούμε τη περίοδο του ήχου άρα και τη συχνότητά του. Η περίοδος βρέθηκε 0,001s άρα η συχνότητα ν=1000Ηz.

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ:

Επειδή ο σωλήνας είναι κλειστός γι’ αυτό στη θέση που φυσάμε δημιουργείται κοιλία ενώ στην άλλη άκρη δημιουργείται δεσμός. Έτσι το μήκος του σωλήνα για τη μικρότερη συχνότητα για την οποία συντονίζεται, ισούται με λ/4. Αν φυσήξουμε δυνατότερα, μπορούμε να πετύχουμε και τη δεύτερη συχνότητα συντονισμού, που είναι η 3λ/4. Οπότε το μήκος κύματος του ήχου για τη πρώτη συχνότητα συντονισμού είναι.

λ/4=8,5cm άρα λ=34cm.

Έτσι η ταχύτητα του ήχου θα είναι:

c=λ.ν άρα c=34000cm/s=340m/s

Μπορούμε να γεμίσουμε λίγο νερό το καπάκι και έτσι να αλλάξουμε το μήκος του σωλήνα. Μετρώντας στη συνέχεια για διαφορετικά μήκη σωλήνα τη ταχύτητα του ήχου, να πάρουμε το μέσο όρο. Πολύ καλύτερα γίνεται το πείραμα, αν διαθέτουμε έναν μικρό δοκιμαστικό σωλήνα.

Επιστροφή στην αρχή