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.

4 frågor/svar hittade

Ljud-Ljus-Vågor [20616]

Fråga:
Hallå!

Denna sida verkar mest vända sig till skolbarn/ungdomar, men jag har en väldigt specifik fundering och google tog mig hit. Jag tester min fråga. :)

Jag håller på att bygga ett stort instrument, där man slår med pingisrack på rör som är öppna i bägge ändar. Jag utgår ifrån 10 st rör som är ca 160 cm långa med ca 10 cm inre diameter, dessa ska alltså kapas i längder och bilda en pentatonisk skala, är tanken. Min fråga som är alltså:

Hur räknar jag ut på vilka längder jag ska kapa mina pipor? Piporna i sina fulla längder ljudar i giss, vilket blir lämpligt som grundton.

Om jag kunde få lite guidning i denna fråga så vore jag mycket tacksam!

Allt gott.
/Fredrik K

Svar:
Vi försöker besvara alla frågor som uppfyller principerna i länk 1.

Jag förstår inte riktigt vad för sorts instrument du vill bygga. Det låter mest som en marimba utan slagplattor, se marimba .

Problemet är att om du slår direkt på rören så får du en ton som är en resonans hos röret inte hos luften i röret. Du får alltså ingen förstärkning från rören. För att få detta skall rörets längd (för öppna rör) vara en halv våglängd.

Se fråga 17549 för hur man räknar ut våglängden från frekvensen.
/Peter E

Nyckelord: musikinstrument [15]; resonans [4];

1 http://fragelada.fysik.org/documentation.asp

*

Ljud-Ljus-Vågor [17549]

Fråga:
Hej! jag läser om Akustik just nu och har två frågor som jag inte riktigt förstår, fråga ett: En speciell ton har frekvensen 440Hz . Vilken är våglängden för tonen? fråga två: Varför måste en kyrkklocka och dess kläpp ha olika egenfrekvens? jag behöver verkligen hjälp!
/Bahar A, Adolfsbergsskolan, Örebro

Svar:
Bahar! En mycket enkel och en svår fråga.

För alla vågrörelser finns det ett samband mellan frekvensen f, våglängden l och utbredningshastigheten v:

f l = v

Våglängden ges alltså med ljudhastigheten 340 m/s av

l = v/f = 340/440 = 0.77 m

Klockan och kläppen har olika egenfrekvens eftersom de är olika utformade och av olika storlek. I klockan får man en vibration med en viss frekvens (resonans) som bestäms av diametern hos nederdelen av klockan. Klockan vibrerar länge eftersom det finns en naturlig svängningsmode. För kläppen däremot finns inte samma möjlighet att sätta upp en svängning - då tyngdpunkten måste vara still har kläppen färre möjligheter än klockan eftersom klockan är ihålig men kläppen solid. Den höga anslagstonen som kommer från kläppen och klockan dör snabbt ut och det återstår för en välgjord klocka endast några harmoniska toner från klockan. Pröva med att slå på en hammare på kläppen, så skall du se att den ger ifrån sig höga frekvenser som snabbt dör bort eftersom den är liten och solid.

Länk 1 innehåller mer än vad du någonsin vill veta om kyrkklockor. Se även Kyrkklocka (för ovanlighets skull är den svenska artikeln bättre än den engelska).



/Peter E

Nyckelord: resonans [4];

1 http://www.hibberts.co.uk/

*

Kraft-Rörelse [17313]

Fråga:
Vad resonans är ställer inte till några problem för oss i undervisningen. Däremot varför? Varför har svängande system en egenfrekvens? Hur förklarar man att amplituden i ett system kan öka så mycket när den påtvingade frekvensen överensstämmer med egenfrekvensen?
/Lena R, Lars Kaggskolan, Kalmar

Svar:
Hej Lena!

Först, jag tycker inte att ordet varför är bra när det gäller fysik. Man kan beskriva hur naturlagarna ser ut, men varför de just är som de är vet vi inte. Vi antar att naturlagarna inte varierar med tiden och platsen i universum, men det vet vi egentligen inte heller. Varför är för mig mer filosofi/religion än fysik.

Resonans är ett mycket vanligt fenomen i fysiken. Det förkommer både i klassisk fysik (t.ex. pendel, gitarrsträng, orgel) och dels i kvantmekaniken (t.ex. atomers absorption av vissa vågängder av elektromagnetisk strålning, kärnreaktioner).

Det är emellertid inte svårt att se hur resonans uppkommer. Man kan dela upp problemet i två delar: vilken egenfrekvens har systemet och varför påverkas det mer om frekvensen av påverkan är nära egenfrekvensen.

Vi kan ta en plan pendel (gunga) som exempel. Svängningstiden T ges av

T = 2p*sqrt[l/g]

(se fråga 14065 ). Härledningen, som finns i länk 1, är inte helt lätt, men utgår bara ifrån pendelns påverkan av tyngdkraften. Observera att perioden bara beror av pendelns längd l (och tyngdkraftaccelerationen g). Perioden beror alltså (i första appoximationen) inte på svängningens amplitud. Detta är viktigt för att systemet skall ha en konstant egenfrekvens. Om systemet inte har konstant frekvens skulle den förstärkta påverkan (resonans) försvinna.

I fråga 384 finns ett försök till förklaring varför påverkan av systemet är maximal vid egenfrekvensen (resonans).
/Peter E

Nyckelord: resonans [4];

1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/pend.html#c1

*

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 7168 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-07-06 14:08:20.


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
.