Resonans av lydbølger – problemer og løsninger

1. Etter at stemmegaffelen A vibreres, vibreres stemmegaffelen B. Stemmegaffelen B vibreres fordi…..

A. Stemmegaffelen A har samme amplitude som stemmegaffelen B

B. Begge stemmegaflene bruker samme resonansboks

C. Stemmegaffelen B har samme frekvens som stemmegaffelen A

D. Klangfargen til lydene forårsaket av begge stemmegaflene er den samme

Oppløsning

Etter vibrering vibrerer stemmegaffelen A den omkringliggende luften, slik at luften også vibrerer med samme frekvens . Videre vibrerer luften stemmegaffelen B. Stemmegaffelen B vibrerer også med egenfrekvens, men amplituden til vibrasjonen er minimal, og vibrasjonen er ikke synlig. Siden egenfrekvensen til stemmegaffelen B er lik frekvensen til luftvibrasjonen,

og frekvensen til stemmegaffelen A, forsterker luftmolekylet amplituden til stemmegaffelen B. Stemmegaffelen B ser ut til å vibrere fordi vibrasjonsamplituden er synlig.

Riktig svar er C.

2. Et resonansrør produserer en høy lyd første gang når luftsøylens lengde er 17 cm, og en høy lyd andre gang når luftsøylens lengde er 51 cm. Stemmegaffelfrekvensen som brukes er 500 Hz. Bestem hastigheten på luften i røret.

A. 138 m/s

B. 230 m/s

C. 340 m/s

D. 461 m/s

løsning:

Resonansrørets form er at den ene enden er åpen og den andre enden er lukket, så avstanden mellom noden og antinoden = rørets minimumslengde = ¼ λ = λ / 4.

Ligningen for rørets lengde:

Avstanden mellom noden og en antinode i resonansrøret med den ene enden åpen, og den andre enden lukket, oppfylt når n er et oddetall

Det riktige svaret er C.

3. Den første resonansen i resonansrøret oppstår når luftsøylens lengde er 20 cm. Den andre resonansen og den tredje resonansen oppstår når luftsøylens lengde er…

A. 40 cm og 60 cm

B. 30 cm og 40 cm

Ca. 60 cm og 100 cm

D. 100 cm og 200 cm

Kjent:

Lengden på luftsøylen hvis n1 = ₁ (L1 ₎ = 0.2 m

Ønsket: Lengden på luftsøylen hvis n² = ₃ og n³ = ₅

løsning:

Ligningen for rørets lengde (ligningen for luftsøylens lengde):

Bruk denne ligningen til å beregne bølgelengden ved hjelp av dataene ovenfor:

Lengden på luftsøylen når n² = 3 _:

Riktig svar er C.