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 [17]; resonans [4];

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

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).

Nyckelord: resonans [4];

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

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

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 [14]; resonans [4];

Ämnesområde	BlandatElektricitet-MagnetismEnergiKraft-RörelseLjud-Ljus-VågorMateriens innersta-Atomer-KärnorPartiklarUniversum-Solen-PlaneternaVärme
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?	FörskolaGrundskolaGymnasiumLärarutbildning
Nyckelord:	#ljus [63]*astronomi/astrofysik och rymdfart [2]*biologi [20]*fysikaliska definitioner [1]*fysiologi [13]*geologi [16]*idrottsfysik [41]*kemi [13]*meteorologi [17]*miljöpåverkan [14]*nöjesparksfysik [12]*vardagsfysik [62]*verktyg [8]3d-bilder [6]aberration [1]absoluta nollpunkten [9]acceleration [6]accelerator [7]addition av hastigheter [1]aerosol [3]akustik [6]alfasönderfall [6]annihilation [14]antimateria [16]arbete [23]Arkimedes princip [27]asteroid [10]astrobiologi [9]astrologi [5]atomradie [8]Avogadros tal [3]ballong [17]bandgenerator [3]barometerformeln [1]batteri [23]belysning [6]bernoullieffekten [6]betasönderfall [14]big bang [34]bildskärmar [4]bindningsenergi [23]blixt [17]blå himmel [12]bobåkning/störtlopp [4]Bohrs atommodell [9]Bose-Einstein-kondensat [6]brandvarnare [2]bränslecell [3]centrifugalkraft [15]centripetalkraft [11]comptonspridning [3]corioliskraft [6]dagens längd [3]daggpunkten [2]dagjämning [6]Darwins evolutionsteori [8]de Broglie våglängd [1]decibel [9]diffraktion [4]diffusion [1]dimkammare [2]dopplereffekt (ljud) [2]dopplereffekt (ljus) [1]drickande fågeln [1]dubbelspalt [4]duschdraperi [2]Einstein, Albert [1]elasticitet [4]elastisk stöt [11]elektrisk krets [7]elektrisk ström, hastighet [4]elektrisk ström, skada [6]elektromagnetisk strålning [16]elektronskal [11]elsäkerhet [18]energikällor [25]energilagringssystem [7]enkelspalt [1]entropi [7]EPR, Bell, Aspect [3]evighetsmaskin [13]exoplaneter [13]fallrörelse [21]faradaybur [10]fasdiagram [7]felberäkning [5]Fermats princip [1]ferromagnetism [4]fiberoptik [4]fission [15]fluorescens [6]flygplansvinge [8]flykthastighet [4]formel 1 [2]forskningskarriär [1]fossila bränslen [13]fotoelektrisk effekt [7]friktion [48]friktionskoefficient [5]frågelådan [12]Fukushima [5]fusion [15]fysik [10]fysik, förståelse av [16]fysik, historia [1]fysik, nytta med [6]fysikalisk modell [11]färg/färgseende [31]färgkraften [8]GAIA [3]galax [25]gamma ray burst [2]gaslagen, allmänna [22]genomskinlighet [18]genteknik [2]geodesi/gravimetri [2]geostationär satellit [7]gitter [5]g-krafter [16]glasögon [2]gluoner [6]glödlampa [18]gnistkammare [1]golfboll [13]GPS [3]gravitation [3]gravitationslins [5]gravitationsvågor [12]gravity assist [2]gregorianska kalendern [1]grundämnen, bildandet av [5]grundämnen, förekomst [4]gunga [4]gyroskop [1]halofenomen [2]halogenlampa [3]halveringstid/sönderfallskonstant [4]harmonisk svängning [4]Heisenbergs obestämdhetsrelation [11]helikopter [4]higgspartikeln [9]Hiroshima/Nagasaki [4]hologram [5]HR-diagram [2]Huygens princip [3]hyperfinstruktur [1]hägring [3]hävstång [5]hörsel [10]Illustrerad Vetenskap [17]impedans [3]induktans [6]induktion [13]inertialsystem [6]inflation [5]infraljud [7]interferens [12]Internationella rymdstationen [5]iskristaller [5]istider [7]joniserande strålning [4]jordens atmosfär [9]jordens inre [11]jordens magnetfält [21]jordens rotation [20]kall fusion [7]kaos [3]kapillärkraft [10]kastparabel [8]Keplers lagar [13]Kirchhoffs strålningslag [4]klimat [9]knäppande aluminiumfolie [2]kokande vatten [15]kokpunkts/fryspunkts förändring [10]kol [3]kol-14 metoden [4]koldioxidcykeln [6]kollisionssäkerhet [1]komet [12]kosmisk bakgrundsstrålning [14]kosmisk strålning [3]kosmologi [24]kraft [12]kraftledning [7]kraftverkningar [9]kursplan [3]kvantmekanik [27]kvark [12]kvasar [3]kylning [6]kärndata [3]kärnenergi [18]kärnfysik [2]kärnkrafter [7]kärnkraftsavfall [11]kärnreaktion [5]kärnvapen [15]Lagrange-punkt [2]latitud/longitud [1]lins [11]liv i universum [9]livets uppkomst [1]ljud [5]ljud, interferens [6]ljud, resonans [14]ljudbang [3]ljudhastigheten [19]ljusbrytning [23]ljushastigheten [20]ljusreflektion [16]lorentztransformation [2]luftmotstånd [10]lufttryck [19]luminiscens [5]lutande plan [14]lysdiod [12]lysrör [9]lågenergilampa [13]längdkontraktion [5]magnetisk monopol [4]magnetism [48]magnetron [1]Mars [11]massa, trög/tung [4]massa-energi [1]massa-kraft [1]massbestämning [2]mass-luminositetsrelation [2]matematik i fysik [6]matematik, skriva [2]materia [6]Maxwells ekvationer [3]metabolism [3]metall, smältpunkt [2]meteorit [17]mikrovågsugn [23]Milankovitch cykler [2]mobiltelefon, strålning från [4]monstervåg [4]Monte Carlo-metoder [1]Mpemba-effekten [2]MRI [5]musikinstrument [17]månens bana [13]månens synbara storlek [1]månfärder [7]mörk energi [6]mörk materia [17]nanoteknik [6]Nationalencyklopedin [1]naturkonstant [5]naturlig radioaktivitet [3]NEO [9]neutrino [16]neutron [4]neutronstjärna [9]Newtons gravitationslag [12]Newtons rörelselagar [21]Newtons vagga [2]norrsken [7]nova [1]nyheter [11]Olbers paradox [2]osmos [8]parallaxmetoden [4]parapsykologi [6]parbildning [7]Pascals lag [5]pauliprincipen [10]pendel, konisk [2]pendel, plan [8]PET [1]Plancks strålningslag [6]planet [14]planeters atmosfär [2]planeters form [3]plastfolie [1]polarisation [7]polaroidglasögon [3]potential/potentiell energi [26]prisma [1]projektarbete [1]pseudovetenskap [8]radioaktiv datering [7]radioaktivitet, sönderfallskedja [7]radioaktivt sönderfall [33]radioteleskop [1]radon [4]raketekvationen [2]raketmotor [8]regn [1]regnbåge [5]relativistiskt massberoende [3]relativitetsteorin, allmänna [27]relativitetsteorin, speciella [40]religion [3]resistans [11]resistansförluster [2]resonans [4]richterskalan [2]ringklocka [4]rymddräkt [5]rymdfärder [23]rödförskjutning [5]röntgenrör [3]rörelseenergi [12]rörelsemängd [14]rörelsemängdsmoment [12]satellitbana [12]Saturnus´ ringar [5]schrödingerekvationen [4]Schrödingers katt [2]segling [5]serie- och parallellkoppling [14]SETI [1]shareware [1]SI-enheter [4]skruvad boll [9]skymning [1]slumptal [1]SN 1987A [4]solaktivitet [2]solarkonstanten [6]solcell [6]solen [2]solen, avstånd till [1]solenergi [14]solens energiproduktion [9]solens utveckling [4]solförmörkelse [3]solsystemet [7]solsystemet, avstånd och rörelse [3]solsystemets bildande [11]specifik värmekapacitet [21]spegel [10]spektrum [11]standardmodellen [23]statisk elektricitet [9]stearinljuslåga [14]stjärna [3]stjärnhimlen [12]stjärnors utveckling [15]stroboskopeffekt [2]strålning, faror med [23]strålning, in-/ut- [6]strängteori [7]strömning [1]supernova [13]supertunga grundämnen [1]supraledning [7]svart hål [39]synvilla [5]sönderfallskonstant [3]teleskop [10]temperatur/temperaturskalor [15]temperaturstrålning [22]termodynamik [16]termometer [7]termos [3]Three Mile Island [2]tid [9]tidsdilatation [6]tidsekvation [4]tidvatten [12]tjerenkovstrålning [2]Tjernobyl [10]totalreflektion [7]transformator [6]transmutation av kärnavfall [2]trefas [3]trippelpunkt [2]tröghetsmoment [8]tsunami [5]tunneleffekt [3]TV [9]tvillingparadoxen [5]tyngdaccelerationen [12]tyngdlöshet [12]ultraljud [8]universums expansion [15]uppvärmning av bostäder [2]utvidgning [6]UV-ljus [11]vakuum [7]vatten/is [34]vattenkraft [7]vattenpump [2]Venus [10]verkningsgrad [21]vetenskaplig metod [18]Wikipedia [4]WIMPs [3]vindavkylning [3]vindenergi [9]Vintergatan [6]vridmoment [7]vulkanism [5]våg/partikelegenskaper [7]vågenergi [3]vågfunktion [2]värmemängd [3]värmepump/kylskåp [6]värmeöverföring/transport [39]väteatomen [2]vätskedroppsmodellen [5]växthuseffekten [31]ytspänning [17]årstider [4]ögat [16] (Enda villkor)
Definition:	absoluta nollpunktenabsorptionsspektraaccelerationackommodationackretionsskivaadiabatisk processaggregationstillståndakustisk impedansallmänna gaslagenampereamperetimmeannihilationantimateriaarbetearkimedes principasteroidastigmatismastrobiologiastronomisk enhetatommassaatomnummeravogadros talbandspektrabatteribergvärmebernoullis ekvationbetasönderfallbig bangbindningsenergibindningsenergibioluminiscensboltzmanns konstantbrewstervinkelnbrytningsindexbrännpunktbubbelkammarecarnotprocesscentrifugalkraftcentripetalkraftcorioliskraftendarwins evolutionsteoride broglie våglängdendecibeldeltondensitetdielektrisk polarisationdiffus reflektiondiffusiondimensiondioptridiskret spektrumdispersiondopplereffektdotternukliddulong-petits lage=mc2ekvivalensprincipenelasticitetelastisk energieldelektrisk dipolelektrisk laddningelektrisk spänningelektrisk strömelektriska fältstyrkanelektroluminiscenselektromagnetisk strålningelektroninfångningelektronskalemissionsspektraemsendoterm reaktionenergienergikällaenergiomvandlingenergipincipenenergipotentialentropi (makroskopisk definition)entropi (mikroskopisk definition)evighetsmaskinexciterade tillståndexoplanetexoterm reaktionextremofilerfallrörelsefaradays burfasdiagramfermats principferminivånfissionfluidfluorescensflygplansvingeflykthastighetenfokalpunktfokusfosforescensfossila bränslenfotokromismfotomotståndfotonfotosfärenfotosyntesfouriers lagfraktalfranck-hertz försökfriktionfriktionskoefficientfritt fallfundamentala naturkrafternafusionfysikfysikaliska modellerfysiologifärgblindhetfärgseendefönybara bränslenförnybara energikällorgaiagalaxgammastrålninggaskonstantengeneratorgeostationär satellitgeotermisk energiglobal uppvärmninggluonerglödlampagravitationgravitationengravitationskonstantengravitationsvågorgrundläggande fysikgrundtillståndetgrundtongrundämnegrå starrgula fläckenhalleffekthalogenlampahalveringstidhastighethawkingstrålninghertzsprung-russell diagramhiggspartikelnhookes laghornhinnanhubble ultra deep fieldhuygens principhändelsehorisontenhästkrafthävstångideal gasimpedansinduktansinduktioninertialsysteminflationinfraljudinklinationinre konversioninre resistansinterferensinverterad populationisomerisospinnisoterm processisotoperjondriftjoniserande strålningjordfelsbrytarekalibreringkall fusionkalorikapacitanskapillärkraftenkastparabelkedjereaktionkemisk bindningkemisk bindningkemisk reaktionkemoluminiscenskeplers andra lagkeplers första lagkeplers tredje lagkilogramkirchhoffs lagkirchhoffs strålningslagkiselklassisk fysikklorofyllkokarreaktorkokpunktkolkornsmikrofonkometkomplementfärgkonservativ kraftkontinuerligt spektrumkonvektionkoronankorrespondesprincipenkosmiska bakgrundsstrålningenkosmologikosmologiska rödskiftetkosmologiska standarmodellenkraftkristallkritisk densitetkritisk massakromosfärenkuiperbältetkundts rörkvantdatorkvantmekanikkvantmekanisk sammanflätningkvarkkvark-gluon plasmakvartskvasarkvasipartiklarkärnkrafterkärnreaktionkärnreaktorerkärnvapenlagrange-punkternalaserlenz lagleptonlila linjespektralivljudljusljusabsorptionljusbrytningljushastighetenljuskällorljusutbyteljusårluftmotståndluminiscenslutande planlysdiodlysrörlågenergilampalägesenergilängdkontraktionmachomagnetismmagnuseffektenmarkradarmarkvärmemaskhålmassamasscentrummassdefektmassenhetmassexcessmasstalmateriamaxwell–boltzmannfördelningenmaxwells ekvationermedelvärdetmegaton tntmeissnereffektenmerkurius periheliumprecessionmetafysikmetallbindningmetalldetektormetallicitetmeteormeteoritmeteoroidmilankovitch cyklermodern fysikmodernuklidmolmolekylmymetallmånemätfelmörk energimörk materiamörk nebulosamössbauer-effektennanometertekniknanopartikelnanotekniknationalencyklopedinnaturvetenskapnavigeringneoneutrinoneutrinooscillationerneutroninducerad fissionneutronstjärnanewtonnewtons andra lagnewtons avsvalningslagnewtons första lag (tröghetslagen)newtons gravitationslagnewtons tredje lagnobelpris i fysik 1925nobelpris i fysik 1993nobelpris i fysik 2015nobelpris i fysik 2017normalkraftennorrskennuklidnuklidkartanutida fysiknärsynthetockhams rakknivohms lagoorts kometmolnoregelbunden galaxosmosparapsykologiparbildningpascals princippauliprincipenperiodiska systemetplanck timeplancks strålningslagplanetplasmaplasmaplasmaplasticitetpn-övergångpolarisationpolspänningpolär jetstrålepotentialproton-protonkedjanpseudovetenskapqcdqedradiative forcingradioaktivitetradioluminiscensraketekvationenrayleigh-spridningreaktansreflektionrelativ luftfuktighetrelativistisk energirelativistisk jetresistansresistivitetresistivitetresonansrussells tekannarörelseenergirörelsemängdrörelsemängdsmomentschwarzschildradiensekulär jämviktsekundsfärisk aberrationsingularitetsi-prefixsjälvinduktansskottsekundslumpvisa mätfelsnells lagsolarkonstantensolcellersolenergisolens centrumsolförmörkelsesolkraftverksolvärmespallationspecifik värmekapacitetspektroskopispektrumspinnspontan fissionstandardavvikelsenstandardmodellenstatisk elektricitetstefan–boltzmanns lagstimulerad emissionstjärnastjärnbildstrålningstrålningstråloptiksträngteorinstående vågstämgaffelsupermassiva svarta hålsupernovasupertungt grundämnesuprafluiditetsupraledningsvart hålsvänghjulsystematiska mätfelsåpbubblasäkringsönderfallskedjasönderfallskonstantentemperaturtemperaturspektrumtermodynamikens andra huvudsatstermodynamikens första huvudsatstidtidsdilatationtidsekvationentidvattentidvattenkraftertillämpad fysiktjerenkovstrålningtotalreflektiontransformatortransparenstrippelpunktentrycktryckvattenreaktortröga massantröghettunga massantvillingparadoxentyngdtyngdlöshettyngdpunktentyp ii supernovaufoultraljudultraviolett strålningultraviolettkatastrofenunderkylningvakuumvakuumfluktuationervakuumpolarisationvalenselektronvattenburen värmevattenkraftvattenkraftvektorerverkningsgradvetenskaplig metodwiens förskjutningslagwikipediaviktwimpvindkraftvintergatanvintergatanvirtuell bildvit dvärgvoltvridmomentv-t diagramvåglängdenvåg-partikeldualitetvågtalvärmeledningvärmemängdvärmepumpvärmeöverföringvätelika jonervätskedroppsmodellenväxthuseffektenytenergiångbildningsvärmeångtryckårstidernaädelgasädelgaserögats linsöratöversynthetövertoner (Enda villkor)

---

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

Sök i Nationalencyklopedin

   

Sök med Google

   

- fråga gärna här.