Laboratorium fizyki CMF PŁ

Dzień: Środa godzina: 12:15 grupa: 2

Wydział: WEEiA

Semestr: 1

Rok akademicki: 2010/2011

ocena _____

Cel ćwiczenia:

Badanie widma dźwięku wydawanego przez struny gitary.

Pomiary:

1. Widmo akustyczne gitary dla różnych strun: od struny cienkiej(Struna 1) do struny grubej(Struna 6).

Struna 1
Numer piku	Wzmocnienie[dB]	Częstotliwość[Hz]
1	-39	108
2	-48	215
3	-20	323
4	-32	635
5	-27	947
6	-48	1270
7	-47	1593
8	-43	1906
9	-41	2218
10	-57	2541
11	-48	2864
12	-46	3187
13	-54	3488
14	-54	4457
15	-56	4780

Struna 2
Numer piku	Wzmocnienie[dB]	Częstotliwość[Hz]
1	-44	22
2	-49	140
3	-12	237
4	-29	474
5	-32	711
6	-41	947
7	-46	1184
8	-54	1421
9	-47	1658
10	-47	1895
11	-58	2132
12	-55	2369

Struna 3
Numer piku	Wzmocnienie[dB]	Częstotliwość[Hz]
1	-40	22
2	-12	194
3	-31	366
4	-30	560
5	-34	754
6	-44	947
7	-45	1120
8	-45	1314
9	-55	1507
10	-54	1680
11	-59	2078
12	-59	2261

Struna 4
Numer piku	Wzmocnienie[dB]	Częstotliwość[Hz]
1	-29	22
2	-16	151
3	-18	280
4	-30	431
5	-30	560
6	-29	711
7	-37	851
8	-51	991
9	-39	1141
10	-41	1281
11	-45	1421
12	-54	1572
13	-54	1701
14	-50	1852
15	-51	1981
16	-55	2132
17	-58	2412
18	-55	2562

Struna 5
Numer piku	Wzmocnienie[dB]	Częstotliwość[Hz]
1	-44	22
2	-13	108
3	-23	215
4	-29	323
5	-34	420
6	-34	517
7	-40	635
8	-49	732
9	-51	840
10	-56	947
11	-55	1055
12	-56	1163
13	-59	1260
14	-58	1367
15	-59	1464

Struna 6
Numer piku	Wzmocnienie[dB]	Częstotliwość[Hz]
1	-37	22
2	-11	108
3	-28	215
4	-27	312
5	-29	420
6	-35	517
7	-35	624
8	-38	732
9	-39	840
10	-39	947
11	-45	1055
12	-45	1163
13	-44	1270
14	-49	1367
15	-48	1486
16	-48	1593
17	-53	1680
18	-50	1787

2. Widmo akustyczne gitary w zależności od sposobu pobudzania drgań.

1/3 struny 3
Numer piku	Wzmocnienie[dB]	Częstotliwość[Hz]
1	-54	22
2	-21	194
3	-25	377
4	-29	560
5	-34	754
6	-27	947
7	-26	1147
8	-41	1314
9	-45	1507
10	-45	1701
11	-48	1895
12	-48	2078
13	-51	2261
14	-52	2466
15	-53	2649
16	-55	2821
17	-56	3015
18	-58	3208

2/3 struny 3
Numer piku	Wzmocnienie[dB]	Częstotliwość[Hz]
1	-42	22
2	-15	194
3	-32	377
4	-36	560
5	-43	754
6	-45	947
7	-38	1141
8	-40	1324
9	-51	1518
10	-47	1701
11	-50	1895
12	-53	2089

3/3 struny 3
Numer piku	Wzmocnienie[dB]	Częstotliwość[Hz]
1	-55	22
2	-25	194
3	-24	377
4	-27	560
5	-44	754
6	-39	947
7	-41	1130
8	-40	1314
9	-46	1507
10	-45	1712
11	-51	1895
12	-45	2089

3. Kolejnym krokiem jest obliczenie średnich wartości częstotliwości odpowiadające odpowiedniej harmonicznej, następnie korzystajac ze wzoru:

Gdzie:

V - prędkość fali wzbudzonej w strunie

L - całkowita długość struny(64,5cm)

N - rząd drgania harmonicznego

- częstotliwość dźwięku towarzysząca jej drganiom

Obliczamy prędkość fali w strunie dla odpowiedniej harmonicznej, a następnie średnią prędkość fali w danej strunie.

Harmoniczna	Prędkość fali w strunie dla odpowiedniej harmonicznej v=[m/s]		Średnie wartości częstotliwości odpowiadające odpowiedniej harmonicznej
		Struna 1		Struna 2	Struna 3		Struna 4	Struna 5	Struna 6
1		13932		2838	2838		2838	2838	2838	36
2		13868		9030	12513		9740	6966	6966	153
3		13889		10191	15738		12040	9245	9245	273
4		20479		15287	18060		13900	10417	10062	456
5		24433		18344	19453		14448	10836	10836	635
6		27305		20361	20361		15287	11116	11116	818
7		29357		21819	20640		15683	11702	11499	1001
8		30734		22914	21188		15980	11804	11804	1183
9		31791		23765	21600		16354	12040	12040	1367
10		32779		24446	21672		16525	12216	12216	1549
11		33587		25003	24369		16664	12372	12372	1768
12		34260		25467	24306		16899	12502	12502	1953
13		34612					16879	12503	12602	1930
14		41068					17065	12596	12596	2261
15		41108					17037	12590	12780	2428
16							17189		12844	1863
17							18303		12748	2046
18							18361		12807	2175
Średnia prędkość fali w strunie[m/s]		929		237	237		158	189	158

Wnioski:

Pomimo pobudzenia danej struny w różnych miejscach, częstotliwość dla wszystkich odległości jest prawie taka sama, jednak różne są amplitudy. Wraz ze zwiększeniem się grubości struny zmniejszają się częstotliwości drgań harmonicznych. Wynika to z wykonanych pomiarów, które są obarczone pewną niepewnością pomiarową. Wpływ ma na to kilka czynników. Nie możliwe jest wykonanie dwa razy takiego samego „zamrożenia” (dla tych samych parametrów) oraz nie wykonalne jest użycie takiej samej siły do szarpnięcia struny. Zwiększenie prędkości dźwięku w strunie owocuje zwiększeniem częstotliwości drgań to można wnioskować stąd że: silniej napięte strony wydają wyższy dźwięk, grubsze struny mają niższy dźwięk.

---