Q, budownictwo studia, fizyka


Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki Rybnik, 14.01.2001

Energetyka Komunalna

Nr tematu : 6

Temat :

Wyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu metodą Quinckego.

Grupa , sekcja :

Wstęp (opis):

Do wyznaczania prędkości fal w powietrzu wykorzystuje się rezonans słupa powietrza. Rezonans można wykazać za pomocą przyrządu Quinckego. Składa się on z rury szklanej ze skalą, połączonej wężem z ruchomym zbiornikiem. Zbiornik, wąż gumowy oraz część rury wypełniamy wodą. Poziom wody w rurze zmieniamy przez podnoszenie lub obniżanie zbiornika. Źródłem fali kierowanej do rury jest pobudzony do drgań kamerton.

Obniżając poziom wody w rurze stwierdzamy, że przy kilku jego wysokościach występuje rezonans słupa powietrza. Jego wystąpienie poznajemy po znacznym zwiększeniu natężenia dźwięku. Rezonans występuje wówczas, gdy węzeł przypada na powierzchni wody, a strzałka u wylotu rury, tzn. gdy odległość między wylotem rury a powierzchnią wody wynosi,,, a więc nieparzystą wielokrotność .

Zadanie laboratoryjne:

  1. Uderzyć w kamerton i opuszczając wolno zbiornik ”złapać” położenie menisku w rurze , przy którym następuje pierwszy rezonans. Zmierzyć odległość tego menisku od końca rury.

  1. Powtórzyć czynności z punktu 1 przy ruchu zbiornika w górę. Opisaną procedurę powtórzyć 5 razy, uzyskując 10 pomiarów .

  1. Jak w punktach 1 i 2 ”szukamy” drugiego rezonansu przy odległości . Uzyskujemy 10 wyników dla .

  1. Zapisać częstość drgań kamertonu, temperaturę i błędy , i .

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

A B l

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

W rezonansie powstaje w rurze fala stojąca, której dolny koniec (przy menisku) jest zawsze węzłem, a górny strzałką.

Rezonansowa długość rury spełnia więc warunek:

dla , dla , więc

Prędkość dźwięku w powietrzu wynosi więc:

0x01 graphic
.

Tabela pomiarowa:

Zbiornik w dół

Zbiornik w górę

18,5

19,0

18,5

18,5

(cm)

19,0

18,5

19,0

18,5

19,0

19,0

średnia: 18,75

Zbiornik w dół

Zbiornik w górę

59,0

59,0

59,0

58,5

(cm)

58,5

58,0

59,0

58,5

58,5

58,0

średnia: 58,60

;

0x01 graphic
;

0x01 graphic
;

Obliczenia:

Prędkość dźwięku w powietrzu wynosi:

;

0x01 graphic
;

Błąd wielkości :

0x01 graphic
, ,

0x01 graphic
,

0x01 graphic
,

Ze wzoru Laplace'a na prędkość głosu w gazie

0x01 graphic
,

wyliczyć wykładnik adiabaty ℵ powietrza:

0x01 graphic
,

gdzie 0x01 graphic
-gęstość powietrza w danych warunkach ciśnienia i temperatury .

Ponieważ ze wzoru Claoeyrona:

0x01 graphic

mamy ,

gdzie dla powietrza.

- stała gazowa,

0x01 graphic
;

Błąd wykładnika adiabaty:

, 0x01 graphic
,

0x01 graphic
,

0x01 graphic

Ocena słowna:

Prędkość dźwięku w powietrzu wyliczona naszą metodą wynosi

0x01 graphic
,a 0x01 graphic
i jest bardzo mały.

Wykładnik adiabaty powietrza wynosi:

0x01 graphic
,a 0x01 graphic
i jest zadowalający.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Sprawozdanie 75, budownictwo studia, fizyka
WYZNACZENIE PRĘDKOŚCI DŹWIĘKU METODĄ SKŁADANIA DRGAŃ ELEKTRYCZNYCH 3, budownictwo studia, fizyka
Wahadło matematyczne, budownictwo studia, fizyka, wahadło matematyczne
modułu sztywności metodą dynamiczną, Budownictwo-studia, fizyka
ruch drgający, Budownictwo-studia, fizyka
wahadlo matematyczne, budownictwo studia, fizyka, wahadło matematyczne
Wahadło torsyjne, Budownictwo-studia, fizyka
cw2, budownictwo studia, fizyka, wahadło matematyczne
Sprawozdanie2, budownictwo studia, fizyka
gestosc ciał stałych, Budownictwo-studia, fizyka
wachadło skretne, Budownictwo-studia, fizyka
Wzmacniacz LC - sprawozdanie, budownictwo studia, fizyka
Wyznaczanie ciepla własciwego ciała stał, Budownictwo-studia, fizyka
rezonans, budownictwo studia, fizyka
wahadło rewersyjne, budownictwo studia, fizyka, wahadło matematyczne
CWI01, Budownictwo-studia, fizyka
Badanie drgań tłumionych wahadła sprężynowego, Budownictwo-studia, fizyka
wahadło rewersyjne i wahadło torsyjne, Budownictwo-studia, fizyka
badań gęstości cieczy, Budownictwo-studia, fizyka

więcej podobnych podstron