Nā nīnau hoʻohālike no ka nalo kani: Ke hoʻomaopopo nei i ke kumumanaʻo a me kāna hoʻopili ʻana
He hanana kino nā nalu kani a mākou e ʻike ai i kēlā me kēia lā. Me ka ʻole o nā nalu kani, ʻaʻole hiki iā mākou ke lohe a kamaʻilio maʻalahi paha. E kūkākūkā kēia ʻatikala i ke kumumanaʻo kumu o nā nalu kani a hāʻawi i nā pilikia hoʻohālike e hoʻoikaika i kou ʻike i kēia kumuhana.
Manaʻo Kumu o nā Nalu Leo
ʻO nā nalu kani he mau nalu mechanical e holo ana ma o kahi medium (mea waena) e like me ka ea, ka wai, a i ʻole nā mea paʻa. Hoʻopuka ʻia kēia mau nalu e nā haʻalulu o kahi kumu, e like me ke kani o kahi mea kani a i ʻole ke kamaʻilio kanaka. Pono nā nalu kani i kahi medium e hoʻolaha ai, ʻo ia ke kumu ʻaʻole hiki ke lohe ʻia ke kani i loko o kahi hakahaka.
ʻO kekahi mau ʻano o nā nalu kani e pono e hoʻomaopopo ʻia:
1. Alapine (f): Ka helu o nā haʻalulu e kū mai ana i hoʻokahi kekona. Ua ana ʻia ke alapine o nā nalu kani ma hertz (Hz).
2. Ka lōʻihi o ka nalu (λ): ʻO ka mamao ma waena o ʻelua mau kiko like i hoʻokahi wā nalu, e like me kekahi piko i kekahi. Hoʻohana pinepine ʻia ka lōʻihi o ka nalu ma nā mika (m).
3. Ka wikiwiki (v): ʻO ka wikiwiki o ka hele ʻana o nā nalu kani ma o kahi waena. Hoʻopili ʻia kēia wikiwiki e nā ʻano o ka waena e like me ka nui a me ka mahana.
4. Amplitude: ʻO ka nui o ka neʻe ʻana o ka medium mai kona kūlana kaulike ma muli o nā nalu. Hoʻoholo ka amplitude i ka ikaika o ke kani.
5. Kau (T): ʻO ka manawa e pono ai no hoʻokahi nalu piha e hele ma waena o ka waena. ʻO ke kau ka ʻaoʻao ʻē aʻe o ke alapine (T = 1/f).
Nā nīnau hoʻohālike no ka nalo kani
Aia ma lalo iho kekahi mau laʻana o nā pilikia nalu kani e hiki ke kōkua i ka hoʻomaopopo ʻana i ka hoʻopili ʻana o nā manaʻo i luna.
Laʻana Nīnau 1: Ke helu ʻana i ka wikiwiki o ke kani
Nīnau:
Hana kekahi haumāna i kahi hoʻokolohua maʻalahi ma kahi ākea e ana i ka wikiwiki o ke kani. Kū ʻo ia ma kahi o 340 mika mai kahi hoaaloha e kuʻi ana i ka pahu. Inā lohe ka haumāna i ke kani o ka pahu i 1 kekona ma hope o ka ʻike ʻana i ke kuʻi ʻia ʻana, he aha ka wikiwiki o ke kani i ka lewa ma lalo o kēia mau kūlana?
Hoʻonā:
Hiki ke helu ʻia ka wikiwiki o ke kani (v) me ka hoʻohana ʻana i ke ʻano hana:
\[ v = \frac{d}{t} \]
Ma hea:
– ʻO \( d \) ka mamao, ʻo ia hoʻi he 340 mika
– ʻo \( t \) ka manawa, ʻo ia hoʻi 1 kekona
Ma ke pani ʻana i kēia mau waiwai, loaʻa iā mākou:
\[ v = \frac{340 \, \text{mika}}{1 \, \text{kekona}} = 340 \, \text{m/s} \]
No laila, ʻo ka wikiwiki o ke kani i ka lewa ma ia kūlana he 340 m/s.
Laʻana Nīnau 2: Ke Hoʻoholo nei i ka Alapine (Frequency) o nā Nalu Leo
Nīnau:
He 2 mika ka lōʻihi o ka nalu o kekahi kumu kani a hele i ka wikiwiki o 340 m/s i ka lewa. He aha ke alapine (frequency) o ke kani?
Hoʻonā:
Hiki ke helu ʻia ka alapine (f) me ka hoʻohana ʻana i ka pilina:
\[ v = f \times \lambda \]
Ma ka hoʻoponopono ʻana i ka hoohalike no \( f \):
\[ f = \frac{v}{\lambda} \]
Ua ʻike ʻia:
– \( v = 340 \, \kikokikona{m/s} \)
– \( \lambda = 2 \, \text{m} \)
Ma ke pani ʻana i kēia mau waiwai, loaʻa iā mākou:
\[ f = \frac{340 \, \text{m/s}}{2 \, \text{m}} = 170 \, \text{Hz} \]
No laila, ʻo ke alapine (frequency) o ke kani he 170 Hz.
Laʻana Nīnau 3: Ke Helu ʻana i ka Amplitude o ke Kani
Nīnau:
Inā he 0,5 Pa ke kaomi kiʻekiʻe loa o kahi nalu kani a hoʻopuka i kahi pae kani ma kahi o 100 dB, he aha ka amplitude i manaʻo ʻia o nā neʻe ʻana o ka nalu i loko o ka lewa, me ka manaʻo he 1,2 kg/m³ ka nui o ka ea a he 340 m/s ka wikiwiki o ke kani?
Hoʻonā:
Hiki ke kuhi ʻia ka amplitude (A) o kahi nalu kani mai ke kaomi kiʻekiʻe loa (Pmax) me ka hoʻohana ʻana i ke ʻano:
\[ P_{\max} = \rho \cdot v \cdot \omega \cdot A \]
Ma kahi o \( \omega \) ka wikiwiki angular, e pili ana i ke alapine (frequency) a ua helu ʻia e like me \( \omega = 2\pi \cdot f \).
Eia nō naʻe, inā ʻike ʻia ke kaomi kiʻekiʻe loa a me ka pae kani, ʻo ka kūkākūkā kikoʻī e koi pinepine ʻia ai nā helu hou aʻe a me ka hoʻololi ʻana o ke kani ma nā decibels i ka unahi kaomi. No nā kumu aʻo kumu, ʻoi aku ka pili o kēia ʻano helu amplitude i ka pōʻaiapili paʻa o nā hoʻokolohua keʻena hoʻokolohua/kahua.
Ka hopena
ʻO nā nalu kani kekahi o nā hiʻohiʻona maʻalahi o nā nalu e nānā a hoʻomaopopo i ke ola o kēlā me kēia lā. Ma ka hoʻomaopopo ʻana i nā ʻano kumu e like me ka wikiwiki, ka alapine (frequency), a me ka nalu lōʻihi, hiki iā mākou ke hoʻoponopono i nā pilikia like ʻole e pili ana i kēia hanana.
ʻAʻole i kaupalena ʻia ka hoʻohana ʻana i nā manaʻo nalu kani i ka hoʻonaʻauao physics ma nā kula akā pili pū kekahi i nā ʻenehana hou like ʻole, me ka hoʻolālā ʻana i nā mea kani, nā mea kelepona, a me nā ʻōnaehana radar. Ma o ka hoʻomaopopo piha ʻana i nā laʻana i kūkākūkā ʻia ma luna, ua manaʻolana ʻia e hiki ke hoʻopili ʻia ka ʻike e pili ana i nā nalu kani me ka ʻoi aku ka maikaʻi a me ka noʻeau.
Me ka hoʻomaʻamaʻa lawa a me ka ʻike paʻa, hiki i kekahi ke hoʻokele i ke kumumanaʻo o nā nalu kani a hoʻopili iā ia i ke ola o kēlā me kēia lā a me nā ʻoihana like ʻole e pono ai ka ʻike ʻana i ka physics.
