Ljudvågors resonans – problem och lösningar

1. Efter att stämgaffeln A vibrerat, vibrerar stämgaffeln B. Stämgaffeln B vibrerar eftersom…..

A. Stämgaffeln A har samma amplitud som stämgaffeln B

Ljudvågors resonans - problem och lösningar 1

B. Båda stämgafflarna använder samma resonanslåda

C. Stämgaffeln B har samma frekvens som stämgaffeln A

D. Klangfärgen hos ljuden som orsakas av båda stämgafflarna är densamma

Lösning

Efter att ha vibrerat vibrerar stämgaffeln A den omgivande luften, så luften vibrerar också med samma frekvens . Dessutom vibrerar luften stämgaffeln B. Stämgaffeln B vibrerar också med egenfrekvens, men vibrationens amplitud är minimal och vibrationen är inte synlig. Eftersom stämgaffelns B egenfrekvens är lika med luftvibrationens frekvens,

och frekvensen hos stämgaffeln A, då förstärker luftmolekylen amplituden hos stämgaffeln B. Stämgaffeln B verkar vibrera eftersom dess vibrationsamplitud är synlig.

Rätt svar är C.

2. Ett resonansrör producerar ett högt ljud första gången när luftpelarens längd är 17 cm och ett högt ljud andra gången när luftpelarens längd är 51 cm. Stämgaffelfrekvensen som används är 500 Hz. Bestäm luftens hastighet i röret.

A. 138 m/s

B. 230 m/s

C. 340 m/s

D. 461 m/s

lösning:

Resonansrörets form är att ena änden är öppen och den andra änden är stängd, så avståndet mellan noden och antinoden = rörets minsta längd = ¼ λ = λ / 4.

Ekvationen för rörets längd:

Ljudvågors resonans - problem och lösningar 2

Avståndet mellan noden och en antinod i resonansröret där ena änden är öppen och den andra änden är sluten, uppfyllt när n är ett udda tal

Ljudvågors resonans - problem och lösningar 3

Ljudvågors resonans - problem och lösningar 4

Det rätta svaret är C.

3. Den första resonansen i resonansröret inträffar när luftpelarens längd är 20 cm. Den andra resonansen och den tredje resonansen inträffar när luftpelarens längd är…

A. 40 cm och 60 cm

B. 30 cm och 40 cm

Ca 60 cm och 100 cm

D. 100 cm och 200 cm

Känd:

Luftpelarens längd om n1 = 1 (L1 ) = 0.2 m

Önskad: Längden på luftpelaren om n² = 3 och n³ = 5

lösning:

Ekvationen för rörets längd (ekvationen för luftpelarens längd):

Ljudvågors resonans - problem och lösningar 5

Använd denna ekvation för att beräkna våglängden med hjälp av ovanstående data:

Ljudvågors resonans - problem och lösningar 6

Luftpelarens längd när n² = 3 :

Ljudvågors resonans - problem och lösningar 7

Rätt svar är C.

Lämna en kommentar