Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

13 frågor/svar hittade

Ljud-Ljus-Vågor [19983]

Fråga:
Jag har 3 flaskor med olika mängder vatten. Frågan är varför låter det olika när man tex blåser över flaskan eller slår med en sked?
/mary D, Jensen, Hisings backa

Svar:
Jag antar du menar att man får olika frekvens. Om man slår på flaskan ger mer vatten en lägre frekvens eftersom den svängande massan är större. Om du blåser fungerar flaskhalsen som en orgelpipa, dvs kortare pipa (mer vatten i flaskan) ger högre frekvens. Se även fråga 13398 och 12744 .
/Peter E

Nyckelord: ljud, resonans [13];

*

Kraft-Rörelse [16763]

Fråga:
Jag har noterat att det kan gå vågor i en kaffekopp eller i toaletten inne i huset när det blåser ordentligt ute, detta trots att man inte kan känna några vibrationer i själva huset.

Är det vinden som på något sätt ger rörelseenergi till huset som sedan "löser ut" i vätskan?

Finns det någon teknisk term för vad man kallar ett sådant fenomen?
/Martin Ö, Tullinge

Svar:
Kaffekoppen är nog små vibrationer i huset. De kan vara mycket små så de inte märks men förstärkas med resonans i kaffekoppen. Varför skulle huset ha just den frekvens som är resonansfrekvens till kaffekoppen hör jag den klentrogne säga? Ja, huset vibrerar säkert med många frekvenser - vad man kallar ett vitt spektrum - eftersom vindpåverkan är mycket slumpmässig med turbulens mm. De frekvenser som passar i kaffekoppen kommer att förstärkas av resonans.

Vad gäller toalettstolen är det nog en annan effekt. Man kan se att vattennivån i toalettstolen varierar med någon cm när det blåser mycket ute. Det beror på att lufttrycket inne varierar lite grann på grund av luftströmmar i ventilationen. En variation på bara en tusendel i lufttrycket ger upphov till en cm:s skillnad i vattennivån.

Jag vet ingen annan teknisk term än resonans och lufttrycksvariationer för dessa fenomen.
/Peter E

Nyckelord: ljud, resonans [13]; *vardagsfysik [60];

*

Ljud-Ljus-Vågor [15873]

Fråga:
Jag har hört att man kan andas in svavelhexafluorid för att rösten ska bli mörkare för att det är mycket tyngre än luft.
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Jag har hört att man kan andas in svavelhexafluorid för att rösten ska bli mörkare för att det är mycket tyngre än luft. Stämmer det? och är det farligt att andas in?
/Anders A, Stora Valla, Degerfors

Svar:
Anders! Det låter som en riktigt dålig idé! Visserligen är svavelhexafluoriden inte giftig, men det är en mycket tung gas, och det är risk att så mycket stannar kvar i lungorna att man kan få skador och t.o.m. kvävas!

Principen bakom det faktum att man får mörkare röst är densamma, fast tvärtom, som när man andas in helium och får en ljusare röst (Kalle Anka röst), se fråga 10178 . Helium är mindre farligt eftersom det är lättare än luft. Normalt (om du inte står på huvudet) strävar alltså heliumet att komma ut ur lungorna.

Tillägg 19/11/08:
Under länk 1 finns en kul demonstration av hur tungt svavelhexafluorid är. Enda invändningen mot det första experimentet är att svavelhexafluorid är en oerhört potent växthusgas, så att släppa ut en massa SF6 är inte bra för miljön! På slutet andas man in SF6, och det är klart att det tag lång tid för gasen att försvinna! Farligt alltså!

Tack Marcus Erhagen för länktipset!
/Peter E

Nyckelord: ljud, resonans [13]; ljudhastigheten [17];

1 http://www.snabbstart.com/film/c82337c018

*

Ljud-Ljus-Vågor [14946]

Fråga:
Hej! jag har några frågor som jag skulle bli glad för att få svar på 1. Varför låter en stämgaffel mer när man tar den på en stol? 2. Varför börjar det spruta och bubbla när man tar en stämgaffel på vattenytan? 3.Varför studsar bordtennisbollen iväg när man tar stämgaffeln emot? 4. Hur rör sig en stämgaffel när den ger ifrån sig ljud?
/Ebba E

Svar:
1 Därför att stolen fungerar som en klanglåda och förstärker vibrationen från stämgaffeln.
2 Eftersom stämgaffeln svänger (en standardmodell med tonen A 440 svängningar per sekund) så "slår" den på vattenytan så att vattnet stänker.
3 Samma som 2.
4 Skänklarna rör sig fram och tillbaka. Eftersom de är hopkopplade svänger båda i takt med varandra.

Se även länk 1 nedan, fråga 384 och ljud, resonans . Under länk 2 finns en Flash-animering av stämgafflar.
/Peter E

Nyckelord: ljud, resonans [13];

1 http://en.wikipedia.org/wiki/Tuning_fork
2 http://www.onlinetuningfork.com/

*

Ljud-Ljus-Vågor [14570]

Fråga:
När man till exempel åker i en bil med en rejäl baslåda i bagaget kan man känna att det bultar och slår bröstet. Ju högre man spelar desto mer känns det. Min fråga är alltså kan man spela så högt så att hjärtryttmen sätts ur balans och att basens frekvens helt eller delvis inverkar på hjärtat istället? om detta skulle kunna inträffa hur högt måste man i så fall spela?
/Alexander T, Teknikum, Växjö

Svar:
Ljud är longitudinella (längs fortplantningsriktningen) trycksvängningar i gaser, vätskor eller fasta material. I fasta material kan man även ha transversella (vikelrätt mot fortplantningsriktningen) svängningar. Det mänskliga örat uppfattar ljud med frekvenser i intervallet 20Hz (svängningar per sekund) och 20KHz. Ljud med lägre frekvens kallas infraljud och med högre frekvens ultraljud. Ljud i luften uppkommer när något vibrerar, t.ex. en sträng, och dessa vibrationer orsakar tryckförändringar som fortplantar sig med ljudhastigheten c:a 340 m/s.

Höga ljudvolymer i de frekvenser som uppfattas av örat kan ge hörselskador. Eftersom örat är selektivt känsligt ger rimligt höga nivåer av infraljud och ultraljud inga hörselskador.

Infraljud, som din fråga gäller, uppfattas inte av örat och ger därför inga hörselskador. Infraljud med höga amplituder kan säkert orsaka skador på inre organ eftersom de vid resonansfrekvensen kan orsaka våldsamma vibrationer. Vid "rätt" frkvens kan säkert även hjärtat sättas i vibration. Hur stor volym som krävs vet jag inte, men jag har varit på ett diskotek vars bastoner fick bröstkorgen att vibrera. Det kan knappast vara bra! Så lite försiktighet med volymen på dunka-dunka i bilen är nog bäst. Dessutom dränker du ljud utifrån, vilket kan göra att du inte uppfattar faror i omgivningen.

Man har även försökt att använda infraljud i vapen (skapa inre blödningar) och det finns rapporter som säger att man påverkas physkologiskt (obehagskänsla, ser syner etc) av infraljud.

Se vidare infraljud , ultraljud , ljud, resonans och ljudhastigheten , Infrasound och Ljud .
/Peter E

Nyckelord: hörsel [10]; infraljud [7]; ljud, resonans [13];

*

Ljud-Ljus-Vågor [13662]

Fråga:
När man är på en rockkonsert eller disco kan man ibland känna basen bulta i bröstet.. varför??
/kalle l, pilängskolan, lomma

Svar:
Kan det vara en snygg tjej som påverkar dig ?

Det är ett i fysiken mycket vanligt fenomen: resonans. Vissa av de mycket starka bastonerna har en våglängd som "passar in" i storlek i dina lungor. Vad du känner är ljudvågor som svänger i lungorna (stående vågor), precis som en orgelpipa resonerar vid vissa frekvenser. Lungorna skakas alltså om ganska ordentligt. Om detta är farligt vet jag inte, men det kan knappast vara nyttigt .

Se länk 1 för basfakta om bastoner.
/Peter E

Nyckelord: ljud, resonans [13]; infraljud [7];

1 http://www.component.se/docs.php?id=3

*

Ljud-Ljus-Vågor [13398]

Fråga:
Då man drar längs med kanten på till exempel ett vinglas så uppstår en ton. Hur kan det komma sig att den blir lägre då man häller mer vatten i glaset? Jag tycker att det borde vara som med exempelvis orgelpipor d v s att det har med stående vågor att göra men då borde tonen bli högre med mer vatten i glaset. Tacksam för svar.
/Håkan S, Himmelstalundsskolan, Norrköping

Svar:
Det är inte piplängden som bestämmer tonen (frekvensen) i detta fallet. Om det primärt vore luften i glaset som svängde, så skulle det vara det. Det som bestämmer frekvensen är massan hos systemet glaset+vattnet. Högre massa (mer vatten) ger lägre egenfrekvens, precis som du observerar.

Se nedanstående länk.
/Peter E

Se även fråga 11060 och fråga 12744

Nyckelord: ljud, resonans [13];

1 http://www.howstuffworks.com/question603.htm

*

Ljud-Ljus-Vågor [12744]

Fråga:
Om man blåser i ett glasrör med vatten sätts ju luften i svängning och längden på luftstapeln bestämmer tonhöjden - ju mindre vatten desto lägre ton. Om man slår på glasröret blir det tvärtom - ju mindre vatten desto högre ton. Jag antar att det är glaset självt som kommer i svängning och att vattenmängden ändrar dess frekvens. Hur går det egentligen till? Finns det någon formel med vilken man kan räkna ut frekvensen beroende på glasets egenskaper?
/Josefin R, Kubikskolan, Malmö

Svar:
Josefin! Det är riktigt att det är glaset som kommer i svängning när du slår på det. Vattenhöjden i bottnen reglerar längden på den del av glasröret som kan svänga fritt, och detta påverkar precis som du observerat frekvensen på ljudet man hör. (Glasröret sätter ju den omgivande luften i rörelse så att vi kan uppfatta ljudet.) Detta är precis samma sak som när man spänner in en metallstav och knäpper på den - den fria längden och metallens egenskaper bestämmer frekvensen: kort stav - hög frekvens och lång stav - låg frekvens.

Om du i stället blåser i röret så fungerar glasröret som en orgelpipa: du får en stående våg med en nod (ingen vibration) vid vattenytan och en buk (maximal vibration) i ändan av röret, se fråga 10178 . Om rörets längd från vattenytan till ändan är L ges våglängden l av

l = 4*L

Frekvensen blir då

f = vljud/l = vljud/(4L)

dvs frekvensen avtar med ökande L. Om L = 0.5 m får vi

f = (340 m/s)/(4*0.5 m) = 170 Hz (s-1)

Du efterlyser ett samband med vilken man kan få ut ljudfrekvensen som en funktion av glasets egenskaper, och det är nu det blir svårare! Trots ett ivrigt letande i diverse böcker och på nätet har jag nämligen inte kunnat hitta någon fix och färdig formel - som så ofta i fysiken står vi inför en situation som är mycket svår att beskriva teoretiskt... Men det ger ju istället upphov till en intressant experimentell utmaning, nämligen att själv försöka hitta det önskade sambandet med hjälp av egna mätningar och observationer!

Om man funderar ett tag på vad som kan spela in, kommer man fram till att rörets diameter, tjocklek och längd kan vara viktiga. Glas är ett ganska spännande material eftersom det har en speciell "oordnad" struktur - man säger att det är "amorft" - och det kan därför tänkas att glasets kemiska sammansättning liksom dess temperatur också har stor betydelse för vilken egenfrekvens som glasröret får.

Se emellertid fråga 13398 . Där får man till synes det motsatta resultatet när man drar fingret längs glaskanten. Anledningen till skillnaden är att i det halvfulla glaset svänger både glaset och vattnet. I glasröret ovan fungerar vattnet som en dämpning och bara glaset vibrerar.

Pröva själv: hitta glasrör med olika diameter & tjocklek och, om det är möjligt, gjorda av olika sorts glas. Koppla upp en mikrofon till ett oscilloskop (eller en frekvensanalysator om du har tillgång till en sådan) så att du kan mäta frekvensen med relativt god noggrannhet. Variera vattenpelarens höjd stegvis och gör upp en tabell. Genom att arbeta systematiskt och bara variera en glasrörsparameter i taget kan man nog åtminstone komma fram till vilka egenskaper hos glasröret som har störst betydelse.

Om du eller någon annan "därute" genomför experimentet blir vi jätteglada om ni hör av er till Frågelådan och berättar vad resultatet blev!



/Margareta H/lpe

Nyckelord: ljud, resonans [13]; *vardagsfysik [60];

*

Ljud-Ljus-Vågor [12094]

Fråga:
Hejsan! Jag undrar hur ljud uppstår när man gnider sitt finger runt ett glas.
/Anthony K, Hovåsskolan, Hovås

Svar:
Hejsan Anthony! Friktionen mellan fingret och glaset sätter glaset i svängning. Glaset har - liksom en gitarrsträng - vissa frekvenser som det föredrar - resonanser. Se även svaret på nedanstående fråga.
/Peter

Se även fråga 11060

Nyckelord: ljud, resonans [13];

*

Ljud-Ljus-Vågor [10178]

Fråga:
Vad är det som händer med rösten när man andas helium?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Vad är det som händer med rösten när man andas helium?
/jan w, sommarhämsskolan, uddevalla

Svar:
Låt oss se hur en orgelpipa med längden L fungerar. Eftersom pipan är stängd i ena ändan och öppen i den andra, så är den fundamentala (längsta) våglängden l=4*L, eftersom vi måste ha en nod (ingen svängning) i den slutna ändan och en antinod (maximal svängning) i den öppna.

Det är viktigt att komma ihåg, att våglängden bestäms av pipans längd, och alltså är oberoende av vilken gas man blåser med. Ljudhastigheten är däremot olika i olika gaser. Ljudhastigheten i helium är 2.6 gånger högre än luftens.

Ljudhastigheten är proportionell mot molekylernas medelhastighet, som i sin tur är proportionell mot roten av absoluta temperaturen. En typisk luftmolekyl (kväve) är 7 gånger tyngre än en heliummolekyl (28/4 = 7). Vid en given temperatur är medelenergin för luftmolekylerna lika med medelenergin hos heliummolekylerna. Ur det får vi att kvoten mellan ljudhastigheterna blir:

(7)1/2 = 2.6

För alla vågrörelser gäller sambandet att utbredningshastigheten är våglängden*frekvensen, dvs v=l*f. Frekvensen som örat uppfattar blir alltså f=v/l= v/4L. Eftersom ljudhastigheten i helium är 2.6 gånger så hög som ljudhastigheten i luft, så kommer en heliumfylld orgelpipa att ha 2.6 gånger högre naturlig frekvens än samma pipa med luft. Människans talorgan fungerar ungefär som en orgelpipa, och det är därför rösten ändras till högre frekvenser när man andas in helium och pratar.

I fråga 15873 finns en demonstration av vad som händer om man i stället andas in en tung gas som svavelhexafluorid.
/PE/KS

Nyckelord: ljud, resonans [13]; *vardagsfysik [60];

*

Ljud-Ljus-Vågor [6881]

Fråga:
Vilken frekvens behövs för att spräcka ett glas.
/Robbin A, Djurmo skolan, Djurmo

Svar:
Man ska i princip ha glasets grundton. Man knäpper på ett glas och spelar in ljudet med en bra bandspelare. Om man sedan spelar upp ljudet med kraftig förstärkning, kommer glaset i svängning. I värsta fall kan det spricka om man får det att svänga tillräckligt mycket. Man kan även söka efter grundtonen med en tongenerator. Tyvärr passar mormors finaste kristallglas bäst för detta experiment , billiga köksglas är alltför "sega"!

Se länk 1 för mer om resonans i vinglas. Länk 2 är en artikel om operasångare som spittrar glas. Nedanstående video verkar autentisk, men man vet aldrig. Observera att mannen tar reda på resonansfrekvensen genom att knäppa på glaset.


/KS/lpe

Nyckelord: ljud, resonans [13];

1 http://science.howstuffworks.com/question603.htm
2 http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=fact-or-fiction-opera-singer-can-shatter-glass

*

Ljud-Ljus-Vågor [980]

Fråga:
Choklad-effekten
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Jag har märkt på morgonen när man sitter med sin kopp choklad och knackar i botten med sin sked att ljudet blir ljusare och ljusare för varje knackning. Man kan göra ett uppehåll och fortsätta en stund senare med ändå så tar det upp det ljusare ljud man fixat tidigare och fortsätter på det. Men om man sedan knackar i sidan på muggen så blir ljudet dovare och mycket mörkare. Varför?
/Pontus M, Ebersteinska skolan, Norrköping

Svar:
Det var en intressant fråga Du kommer med! Vi tycker det är roligt när man som Du observerar intressanta saker som har fysikanknytning i vardagen.

Det är inte lätt att finna någon enkel förklaring till fenomenet. Men låt oss gå igenom tänkbara orsaker. När chokladen hälls i koppen så värms koppen upp. Testa om fenomenet är kvar även om Du väntar någon minut med att börja knacka.

Sedan kan det naturligtvis bero på ljudets utbredning genom choklad eller vägg innan det når luften. Kanske knackar Du bort ett lager chokladpulver på botten?

Det enda råd vi kan ge Dig är att fortsätta att knacka och systematiskt gå igenom olika tänkbara alternativ och fundera ut "knackstrategier" som särskiljer de olika alternativen. Lycka till!

Tillägg 13/9/2008:

Jag har utfört lite muggknackningsexperiment. Det är inte helt lätt att höra hur tonen ändras - man bör nog ha ett bra musiköra!

Vad är det som bestämmer vilken ton (frekvens) man hör? Jo, muggen har en egenfrekvens precis som en stämgaffel. När man slår på en stämgaffel får man alltid samma frekvens - den ton som stämgaffeln är tillverkad för. Muggen är inte lika optimerad för en frekvens som stämgaffeln, men den har en viss huvudfrekvens som dominerar.

När man fyller en mugg med varm vätska och omedelbart börjar slå på den med en sked, så hör man tydligt att frekvensen ökar. Detta beror säkert på att muggens elasticitetsegenskaper ändras med den ökande temperaturen. När muggen nått sin jämviktstemperatur blir frekvensen konstant.

Om man rör om vätskan med skeden och slår på muggen, finner man att frekvensen minskar något. Uppenbarligen påverkas egenfrekvensen av att vattnet roterar. Det är emellertid inte klart varför frekvensen minskar. Kanske kan man se det så att en stående våg som bildas i vattnet tvingas rotera och blir därmed utsträckt. Större våglängd motsvarar lägre frekvens.

Tillägg 7/12/2013:

I Hot_chocolate_effect och länk 1-2 ger man förklaringen att ljudhastigheten beror på hur mycket bubblor som finns i vätskan. Länk 2 är ett mycket omfattande arbete av Frank Crawford, Berkeley med sammanfattningen:

The "hot chocolate effect" was investigated quantitatively, using water. If a tall glass cylinder is filled nearly completely with water and tapped on the bottom with a softened mallet one can detect the lowest longitudinal mode of the water column, for which the height of the water column is one quarter wavelength. If the cylinder is rapidly filled with hot tap water containing dissolved air the pitch of that mode may descend by nearly three octaves during the first few seconds as the air comes out of solution and forms bubbles. Then the pitch gradually rises as the bubbles float to the top. A simple theoretical expression for the pitch ratio is derived and compared with experiment. The agreement is good to within the ten percent accuracy of the experiments.

Huvudmoden för ljudet är en kvarts våglängd. Våglängden l är konstant. Om ljudhastigheten v minskar så blir alltså även frekvensen f mindre (v=l*f). När det bildas bubblor sjunker alltså ljudhastigheten och därmed frekvensen. Bubblorna försvinner sedan efterhand (stiger till ytan), ljudhastigheten ökar och frekvensen ökar.

Eftersom det kan bildas bubblor på flera olika sätt är denna förklaring mycket generell.

Se även nedanstående video, och länk 1-2 nedan.


/GO/Peter Ekström

Nyckelord: ljud, resonans [13];

1 http://io9.com/5880403/why-your-hot-chocolate-is-singing
2 http://escholarship.org/uc/item/9dh21770

*

Ljud-Ljus-Vågor [384]

Fråga:
Jag undrar hur det resonans fungerar. Om man sätter ner en stämgaffel i en resonanslåda, anpassad för tonen, förstärks ljudet. Var kommer energin ifrån som gör att tonen förstärks? Tas den från stämgaffelsvibrationer, och kommer i så fall ljudet att dämpas snabbare?
/

Svar:
Begreppet resonans definieras som:

Resonans är ett allmänt fenomen hos oscillerande eller vibrerande system som innebär att även en svag periodisk yttre störning (pådrivande kraft) nära systemets egenfrekvens kan leda till att systemets svängningsamplitud, accelerationer och energiinnehåll ökar kraftigt. Ökningen beror av frekvensen och blir maximal då frekvensen är nära lika med det odämpade systemets egenfrekvens. Resonans

För att förstå resonans ska vi ta ett enkelt exempel. Ett barn gungar och någon "puttar på". Gungan svänger av sig själv med en viss takt (se fråga 14065 för perioden för en plan pendel). För att "påputtningen" ska vara effektiv måste den ske i takt med gungans svängningsrörelse i samma riktning som gungans rörelse, alltså en gång per svängning (eller alternativt en gång på N=2,3,4... svängningar). Då överförs energi till gungan och utslaget ökar. Om man puttar på i otakt är det lika sannolikt att man bromsar rörelsen, så puttandet blir i medeltal utan effekt.

Alltså: Vill man överföra energi till ett svängande system så ska man göra det i takt med systemets egen svängning.

Experiment: Håll nere en tangent på ett piano så att det inte låter något. Slå sedan på andra tangenter och se när du kan få strängen på den nedtryckta tangenten att låta!

Nu till stämgaffeln. Svängningarna från stämgaffeln sätter igång svängningar i resonanslådan. Energin till detta kommer från stämgaffeln. Resonanslådan har mycket bättre kontakt med luften än stämgaffeln (ytan är ju större), så överföringen av energi från stämgaffeln till luften (ljud) blir effektivare med en resonanslåda.

Testa: Undersök hur länge en stämgaffel ljuder om den är respektive inte är kopplad till en resonanslåda.
/Gunnar O/lpe

Nyckelord: ljud, resonans [13]; resonans [4];

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7179 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-09-20 12:13:24.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.