Ljudet hastighet

Syfte: Att undersöka ljudets hastighet i luft.

Material:
rör
linjal
stämgaffel
stativ
plastcylinder
vatten

Utförande: Jag och min lab-kompis Sara fyllde plastcylindern till hälften med vatten och stoppade ner röret i den. Röret hade vi i sin tur spänt fast i stativet. Över röret höll den ena av oss sedan stämgaffeln som vi hade slagit till så att den lät. Den andre reglerade längden på röret genom att flytta järnet som vi spänt fast röret i, upp och ner. På så sätt kom vattnets yta på olika ställen förhållande till röret.

Resultat: Efter att ha provat oss fram med olika längd på röret hittade vi ett resonansläge när röret var 18,2 cm långt. När vi visste luftrörets längd kunde vi räkna ut ljudets våglängd. Då tog vi luftrörets längd i meter, 0.182 meter, multiplicerar med fyra. Då fick vi fram att ljudets våglängd och för oss var den 0,728 meter.

Utifrån detta resultat kunde vi också få fram ljudets hastighet. Då tog vi våglängden gånger de svägningstal som stämgaffeln hade.
=> 0,728x440 = 320,32m/s

Vårt försök gav att ljudets hastighet var 320 m/s.

Sedan räknade jag ut att vi kunde hitta det andra resonansläge. Jag antog att luftröret vid det andra resonansläget skulle vara dubbelt så långt som vid det första. 

Luftrörets länd vid det andra resonansläget borde då vara 0,364m. Vi kontrollerade sedan att detta stämde och mätte luftrörets längd och det var lika långt som jag räknat ut. Eftersom att det första resonansläger motsvarade 1/4 våglängd så var luftrörets längd vid det andra resnonansläget lika långt som en halv våglängd. Därför tog jag 0,364m gånger 2 för att få fram hela våglängden.

Sedan gjorde jag samma uträkning som innan för att få fram ljudets hastighet.
=> 0,364x2x440=320,32m/sek

Slutsats:
Ljud skapas genom vibrationer i ett materia. Ljudets hastighet beror på vilket materia det färdas i. ex i luften färdas ljudet i 340 m/sek. Enligt våra resultat var ljudets hastighet 320 m/s och orsaken till varför vi inte fick det exakta värdet kan ha varit för att det var svårt att höra var ljudet var starkast. Det var även svårt att mäta exakt. Om man räknar baklänges så skulle vi funnit resonansläget då luftröret var 19,3 cm långt.

När ljudet kommer ner genom luftpelaren så reflekteras det mot vattenytan. Om ljudvågorna som går ner mot vattenytan och de som har reflekteras kommer i takt och svänger samtidigt så förstärks tonen. Det blir resonans.

Luftrörets längd vid resonansläge ett är en fjärdedel av tonens våglängd och våglängden på luftrörets vid den andra resonansläget är halva våglängden. Ljudets hastighet var samma vid resonansläge ett som två.

    Uppställningen av vårt material. Bilderna är tagna av Sara