1 X KONKURS ODDZIAŁU ŁÓDZKIEGO POLSKIEGO TOWARZYSTWA FIZYCZNEGO „FIZYKA DA SIĘ LUBIĆ”

2 Wyznaczenie prędkości dźwięku w powietrzu

3 Cel Celem mojego doświadczenia było wyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu. W doświadczeniu zastosowałem metodę rezonansu akustycznego, który zachodzi dla odpowiedniej długości fali .

4 Metoda rezonansowa Metoda rezonansowa polega na pobieraniu energii fal dźwigowych pochodzących ze źródła dźwięku przez inny układ, którego częstotliwość drgań własnych jest zbliżona do częstotliwości drgań własnych źródła dźwięku.

5 Pomoce • Ekierka o ramionach długości 30 cm• Dwie identyczne pokrywki od garnków o średnicy 22cm • Ekierka o ramionach długości 30 cm • Program komputerowy ( Soundcard Oscilloscope ) • Sznurek o długości około 1m

6 Technika realizacji pomiaru

7 Przywiązuję koniec sznurka do jednej z metalowych pokrywek od garnków

8 W pewnej odległości od sznurka ustawiam drugą pokrywkę

9 Realizacja pomiaru Uderzam w drugą pokrywkę wytwarzając fale dźwiękowe. Fale akustyczne wprawiają w rezonans wiszącą na sznurku pokrywkę. Mierzę ekierką odległość pomiędzy źródłem dźwięku a rezonującym ciałem. Zmieniam kilkukrotnie odległość źródła dźwięku od sznurka z pokrywką, aby wyznaczyć minimum 3 kolejne odległości rezonansowe.

10 Pomiar częstotliwościZa pomocą programu Soundcard Oscilloscope mierzę częstotliwość źródła dźwięku

11 Wyniki uzyskane po wielokrotnych próbachΛ [m] 0,4025 f [Hz] 815,85

12 Na podstawie poniższego wzoru wyznaczam prędkość

13 Prędkość dźwięku w powietrzu wyznaczona przeze mnie wynosi :v 328,379 m/s

14 Błąd bezwzględny procentowy dla wyznaczonej wartości prędkości dźwięku wynosi:δ% 1,62 %

15 PODSUMOWANIE I WNIOSKICelem mojego doświadczenia było wyznaczenie prędkości dźwięku w powietrzu. Wynik, zważając przede wszystkim na rodzaj kategorii, w której brałem udział jest mocno zbliżony do przewidywanego wcześniej przeze mnie. Istnieje błąd na poziomie 1,62% od wyniku zamierzonego, który może być spowodowany wielorakimi czynnikami, poczynając od błędu ludzkiego, ciśnienia temperatury, a kończąc na wilgotności powietrza. Rezonans akustyczny, którego zajście było dla mnie głównym założeniem w moim doświadczeniu, przy dobraniu odpowiedniej odległości metodą prób i błędów był wyraźnie zauważalny (samodzielne drganie pokrywki zwieszonej na sznurku). Zajście rezonansu ułatwiał dobór materiałów, gdyż każda pokrywa była wykonana z tego samego metalu, implikując łatwiej było osiągnąć takie same częstotliwości rezonansowe. Po zaobserwowaniu rezonansu, znając definicję fali dźwiękowej wyznaczyłem inne miejsca, w których poprzez działanie źródłem dźwięku rezonans może zajść ( czyli miejsca amplitudy fali), obliczając dzięki temu długość fali. Wyniki uzyskane przeze mnie po wielokrotnych próbach w granicach błędu oceniłbym na zadowalające.

16 Bibliografia Rogers Eric. M, Fizyka dla dociekliwych,wyd. 5, Warszawa, PWN, 1981, ISBN

17 Załączniki : Dokument pdf. Pełny opis wykonanego doświadczenia

18 Dziękuję za uwagę MACIEJ MAZUR I LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEIM. W. ŁUKASIŃSKIEGO W DĄBROWIE GÓRNICZEJ OPIEKUN: J. BOCHENEK-MARKIEWICZ