Wydział: WIL	Imię i Nazwisko:	Nr Zespołu: 11	Ocena Ostateczna
Grupa: 11	Tytuł ćwiczenia: Prędkość dźwięku w powietrzu.	Nr ćwiczenia 2a	Data Wykonania: 13.11.2007

Drgania harmoniczne, czyli ruch harmoniczny są to drgania opisane funkcją harmoniczną (sinusoidalną), jest to najprostszy w opisie matematycznym rodzaj drgań. Ciało porusza się ruchem harmonicznym prostym, jeżeli znajduje się tylko pod wpływem siły o wartości proporcjonalnej do wychylenia z położenia równowagi i skierowanej w stronę położenia równowagi (prawo Hooke'a).

Fale podłużne - są to fale które drgają w tym samym kierunku, w którym następuje ich propacjacja, Np fale dźwiękowe.

Fale poprzeczne - maja kierunek drgań prostopadły do kierunku rozchodzenia się.

Superpozycja fal - to sumowanie się kilku niezależnych ruchów falowych.

Fala stojąca - fala, której pozycja w przestrzeni pozostaje niezmienna. Fala stojąca może zostać wytworzona w ośrodku poruszającym się względem obserwatora lub w przypadku interferencji dwóch fal poruszających się w przeciwnych kierunkach.

Fale rozchodzące się w powietrzu, które docierają do naszego ucha wywołują wrażenie dźwięku , mają częstotliwość f z przedziału od 16 do 20 000 Hz.

Metoda wyznaczania prędkości fali w powietrzu:

Pionowa rurka szklana, wypełniona częściowo wodą, połączona jest plastikową rurką ze zbiornikiem wody. Zbiornik można podnosić lub spuszczać za pomocą śruby, co prowadzi do zmiany poziomu wody w rurze, a tym samym wysokości słupa powietrza nad wodą. Wysokość słupa powietrza w rurze odczytujemy na skali milimetrowej. Nad rurą umocowany jest głośnik podłączony do generatora drgań. U wylotu rury zamocowany jest mikrofon podłączony do oscyloskopu, na którym można obserwować sygnał z mikrofonu.

Pomiary :

LP	Położenie x' [cm]	Położenie x” [cm]
1	14,9	52,7
2	15,0	52,6
3	14,8	52,8
4	14,8	52,5
5	15,0	52,7
6	14,9	52,7
7	15,1	52,6
8	15,0	52,8
9	14,8	52,5
10	15,0	52,7
Średnia arytmetyczna '=14,93 ”=52,66
f=457,05 Hz t=24 °C α=(1/273,15 °C)

Niepewność systematyczna :

cm = 0,00005 m

Rozrzut wartości x' i x” :

x'max - x' min = 0,003 [m]

x”max - x” min = 0,003 [m]

Porównanie rozrzutu i niepewności systematycznej :

x'max - x' min >>

x”max - x” min >>

Niepewność systematyczną możemy pominąć.

x' = 0,003 m

x” = 0,003 m

Długość fali dźwiękowej w powietrzu:

= 2(
” -
')
75,46 cm = 0,7546 m

Prędkość dźwięku w powietrzu w temperaturze pokojowej:

V =
*f = 0,7546*457,05
344,891 m/s

Prędkość dźwięku w suchym powietrzu w temperaturze 0°C

V0 = V / (
)
330,674 (m/s)

Maksymalna niepewność pomiaru :

V =
+

V
1,752 [m/s]

Prędkość dźwięku w powietrzu w temperaturze 0°C:

V = (344,891
1,752) [m/s]

Niepewność względna :

D%=

0,23 %

Wnioski:

Wyniki prowadzonych obliczeń różnią się od wartości przedstawionych w tablicach , czego powodem są błedy pomiarowe i nie uwzględnienie wszystkich czynników jakie miały wpływ na dokładność pomiarów. Największy wpływ na obliczanie wartości V miał z pewnością pomiar związany z badaniem wysokości słupa powietrza w rurze.

---