Wyznaczanie prędkości dźwięku za pomocą rezonansu akustycznego

Nasza ocena:

5
Pobrań: 294
Wyświetleń: 1155
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Wyznaczanie prędkości dźwięku za pomocą  rezonansu akustycznego - strona 1 Wyznaczanie prędkości dźwięku za pomocą  rezonansu akustycznego - strona 2 Wyznaczanie prędkości dźwięku za pomocą  rezonansu akustycznego - strona 3

Fragment notatki:


I  Pracownia Fizyczna Wyznaczanie pr dko ci d wi ku za pomoc   ę ś ź ę ą rezonansu akustycznego I. WSTĘP TEORETYCZNY Fale dźwiękowe są to fale sprężyste. Rozchodzą się one w ciałach stałych, cieczach i gazach.  Prędkość   fal   dźwiękowych   zależy   od   właściwości   fizycznych   ośrodka,   w   których   się  rozchodzą. W ciałach stałych wyznacza się ją za pomocą wzoru : v E = ρ (1) gdzie : ρ - gęstość (kg/m3) E - moduł Younga (N/m2) W cieczach prędkość dźwięku wyznacza się za pomocą wzoru : v = ⋅ 1 ρ α (2) gdzie :  α - współczynnik ściśliwości cieczy (m2/N) Współczynnik   ściśliwości   cieczy   jest   to   ułamek   wskazujący,   o   jaką   część   objętości  początkowej zmienia się objętość danej cieczy podczas zmiany ciśnienia o jednostkę. Natomiast prędkość dźwięku w gazach wyznaczamy ze wzoru : v p = ⋅ κ ρ (3) gdzie : p - ciśnienie gazu (N/m2) κ - stosunek ciepła właściwego gazu przy stałym ciśnieniu       do jego ciepła właściwego przy stałej objętości Fala ma kształt sinusoidy. Maksymalne wychylenie   y m    jest  amplitudą  sinusoidy.   Wartość  poprzecznego wychylenia jest taka sama dla  x, x +  λ, x + 2λ   itd. Wielkość λ nosi nazwę  długości fali danego ciągu fal i przedstawia odległość między dwoma najbliższymi punktami  fali mającymi  tę samą fazę. Niech w miarę upływu czasu fala biegnie w prawą stronę z  prędkością fazową  v. Wtedy równanie fali w chwili  t  będzie miało postać : y y x vt m = ⋅ ⋅ − sin ( ) 2 π λ (4) Zauważmy, że ma ono postać fali biegnącej [ y = f (x - vt )   (5)  ]. Okres T jest to czas potrzebny na przebycie przez falę odległości równej jej długości   λ, tak  że λ = vT  (6) Podstawiając tą zależność do równania fali otrzymamy : y y x t T m = ⋅ ⋅ −     sin 2 π λ (7) Z tej postaci równania widać wyraźnie, że w danej chwili  y  ma taką samą wartość dla  x +  λ,  x + 2 λ  itd., jak i dla  x  oraz że w danym miejscu  y  ma taką samą wartość w chwilach t + T,  t + 2T itd., jak i w chwili  t. Równanie fali można przedstawić również w innej formie : y = y msin(ωt + ϕ) (8) Wyrażenie   to   jest   podobne   do   wyrażenia   dla   prostego   ruchu   harmonicznego.   Zatem   gdy  wzdłuż   sznura  biegnie   ciąg   fal,   wtedy  dowolnie   obrany  element   sznura   wykonuje   proste  ... zobacz całą notatkę



Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz