Raikipohy momba ny halavan'ny tady, ny lanjan'ny tady, ny hatetika, ary ny fihenjanana amin'ny tady
Pengantar
Ampahany tena ilaina amin'ny zavamaneno maro ny tady, manomboka amin'ny gitara ka hatramin'ny lokanga. Ny halavany, ny lanjany, ny hatetika ary ny fihenjanan'ny tady dia mitana anjara toerana lehibe amin'ny famaritana ny haavon'ny feo sy ny kalitaon'ny feo vokariny. Ato amin'ity lahatsoratra ity dia hodinihintsika ny fomba ifandraisan'ireo masontsivana ireo amin'ny alàlan'ny fizika sy ny fomba fampiharana azy ireo amin'ny fampiharana, indrindra amin'ny sehatry ny zavamaneno.
Halavan'ny kofehy
Ny halavan'ny tady (\(L\)) dia ny elanelana misy eo amin'ny teboka roa izay iraikitra na ihazonana ny tady. Amin'ny zavamaneno, io halavana io dia mazàna refesina manomboka amin'ny toerana izay manomboka mihovotrovotra ny tady ka hatramin'ny toerana izay tsy mihovotrovotra intsony.
Ny halavan'ny tady dia misy fiantraikany amin'ny fréquence fototra ananany. Amin'ny ankapobeny, arakaraka ny halavan'ny tady no mihena ny fréquence vokariny. Ny fifandraisana misy eo amin'ny halavan'ny tady sy ny fréquence dia azo jerena ao amin'ny raikipohy fototra ho an'ny onja mitsangana amin'ny tady:
\[ f = \frac{n}{2L} \sqrt{\frac{T}{\mu}} \]
Aiza:
– \( f \) dia ny hatetika (Hz),
– \( n \) no isa harmonika (1 ho an'ny matetika fototra, 2 ho an'ny harmonika faharoa, sns.),
– \( L \) ny halavan'ny tady (metatra),
– \( T \) dia ny fihenjanana tady (Newton),
– Ny \( \mu \) dia ny lanja isaky ny halavan'ny tady (kg/m).
Lanjan'ny kofehy
Ny lanjan'ny kofehy (\(m\)) dia ny lanjan'ny kofehy manontolo. Ny lanjan'ny kofehy isaky ny halavany (\(\mu\)) dia ny lanjan'ny kofehy isaky ny iray metatra amin'ny halavan'ny kofehy ary aseho toy izao:
\[ \mu = \frac{m}{L} \]
Aiza:
– \( m \) dia ny lanjan'ny kofehy manontolo (kg),
– \( L \) ny halavan'ny tady (metatra).
Zava-dehibe io lanja isaky ny halavana io amin'ny famaritana ny hatetiky ny hovitrovitra amin'ny tady. Arakaraka ny maha lehibe ny \(\mu\ no maha ambany ny hatetiky vokarin'ny tady. Izany dia satria ny tady mavesatra kokoa dia mila angovo bebe kokoa mba hovitrovitra amin'ny hatetiky iray.
Fatran'ny tady
Ny matetika (\(f\)) dia ny isan'ny hovitrovitra isan-tsegondra vokarin'ny tady iray. Ny matetika fototra (\(f_1\)) amin'ny tady mihovotrovotra no matetika ambany indrindra ary azo kajy amin'ny fampiasana ny raikipohy:
\[ f_1 = \frac{1}{2L} \sqrt{\frac{T}{\mu}} \]
Azo kajy ihany koa ny fatran'ny harmonika amin'ny fampiasana ity raikipohy ity, amin'ny fanoloana ny isa harmonika \(n\) ao amin'ny fampitoviana:
\[ f_n = \frac{n}{2L} \sqrt{\frac{T}{\mu}} \]
Aiza:
– \( f_n \) dia ny hatetiky ny harmonika faha-n (Hz),
– Isa mirindra ny \( n \).
Fihenjanana amin'ny tady
Ny fihenjanana (\(T\)) dia ny hery ampiharina amin'ny tady mba hampihenjana azy. Refesina amin'ny Newtons (N) io fihenjanana io ary singa manan-danja mamaritra ny hatetiky ny hovitrovitra amin'ny tady.
Raha mitombo ny fihenjanana eo amin'ny tady dia hitombo ihany koa ny hatetiky ny hovitrovitra. Azo hazavaina amin'ny alalan'ny raikipohy fototra momba ny hatetiky voalaza etsy ambony io fifandraisana io:
\[ f = \frac{1}{2L} \sqrt{\frac{T}{\mu}} \]
Avy amin'ity raikipohy ity, hitantsika fa ny fatran'ny herinaratra dia mifanandrify mivantana amin'ny faka efamira amin'ny voltazy. Midika izany fa raha avo roa heny ny voltazy, dia hitombo amin'ny lafiny iray amin'ny faka efamira amin'ny roa ny fatran'ny herinaratra.
Ohatra amin'ny kajy
Andeha hojerentsika ny ohatra amin'ny kajy mba hahatakarana bebe kokoa ny fifandraisana misy eo amin'ny halavan'ny tady, ny lanja, ny matetika ary ny fihenjanana.
Ohatra 1: Famaritana ny fatran'ny feon-kira iray
Aoka hatao hoe manana tady mirefy 1 metatra ny halavany, milanja 0.01 kg, ary manana tsindrin-kery 100 N isika. Tiantsika ho fantarina ny fatran'ny feo fototra ampiasain'ity tady ity.
1. Kajy ny lanja isaky ny halavana:
\[ \mu = \frac{m}{L} = \frac{0.01}{1} = 0.01 \, \text{kg/m} \]
2. Ampiasao ny raikipohy fototra momba ny fatran'ny fatran'ny fatra:
\[ f_1 = \frac{1}{2L} \sqrt{\frac{T}{\mu}} \]
\[ f_1 = \frac{1}{2 \times 1} \sqrt{\frac{100}{0.01}} \]
\[ f_1 = \frac{1}{2} \sqrt{10000} \]
\[ f_1 = \frac{1}{2} \x 100 \]
\[ f_1 = 50 \, \text{Hz} \]
Noho izany, ny matetika fototry ny tady ity dia 50 Hz.
Ohatra 2: Famaritana ny Voltazy Ilaina
Aoka hatao hoe te-hamaritra ny fihenjanana ilaina amin'ny tady mirefy 0.5 metatra sy lanja 0.02 kg isika mba hamokarana fatran'ny feo fototra 440 Hz (ny fatran'ny feo mahazatra an'ny naoty A).
1. Kajy ny lanja isaky ny halavana:
\[ \mu = \frac{m}{L} = \frac{0.02}{0.5} = 0.04 \, \text{kg/m} \]
2. Ampiasao ny raikipohy momba ny matetika fototra ary vahao ny \(T\):
\[ f_1 = \frac{1}{2L} \sqrt{\frac{T}{\mu}} \]
\[ 440 = \frac{1}{2 \times 0.5} \sqrt{\frac{T}{0.04}} \]
\[ 440 = \frac{1}{1} \sqrt{\frac{T}{0.04}} \]
\[ 440 = \sqrt{\frac{T}{0.04}} \]
\[ 440^2 = \frac{T}{0.04} \]
\[ 193600 = \frac{T}{0.04} \]
\[ T = 193600 x 0.04 \]
\[ T = 7744 \, \text{N} \]
Noho izany, ny voltazy ilaina mba hamokarana matetika fototra 440 Hz dia 7744 N.
Fampiharana azo ampiharina
1. Zavamaneno
Ampiasaina amin'ny zavamaneno isan-karazany ny tady, anisan'izany ny gitara, ny lokanga ary ny piano. Ny fahatakarana ny fifandraisana misy eo amin'ny halavan'ny tady, ny lanja, ny matetika ary ny fihenjanana dia tena ilaina mba hampifanarahana tsara ny zavamaneno sy hamokarana ny feo irina.
2. Teknolojia
Ampiasaina amin'ny teknolojia maoderina ihany koa ny tady, toy ny amin'ny sensor sy fitaovana fandrefesana. Ohatra, ny fitaovana fandrefesana fihenjanana dia mampiasa ny fiovan'ny fihenjanana ao anaty tady mba handrefesana ny fiovaovan'ny endrika sy ny fihenjanana ao anaty fitaovana iray.
3. Fikarohana sy Fampianarana
Ao amin'ny fampianarana sy fikarohana momba ny fizika, ampiasaina handinihana ny onja sy ny hovitrovitra ny fanandramana amin'ny tady. Izany dia manampy ny mpianatra hahatakatra ny foto-kevitra fototra amin'ny fizikan'ny onja sy ny akostika.
Famaranana
Ny fahatakarana ny raikipohy sy ny fifandraisana misy eo amin'ny halavan'ny tady, ny lanja, ny matetika ary ny fihenjanana dia tena ilaina amin'ny sehatra maro, indrindra fa ny mozika sy ny teknolojia. Amin'ny fampiasana raikipohy fizika fototra, dia afaka manao kajy sy maminavina ny fihetsiky ny tady amin'ny toe-javatra samihafa isika, izay manampy antsika amin'ny fampiharana azo ampiharina isan-karazany, manomboka amin'ny fanitsiana zavamaneno ka hatramin'ny fandrefesana mazava tsara amin'ny teknolojia maoderina.
