ESPERIMENTO SULLE ONDE sonore

ESPERIMENTO SULLE ONDE sonore

Campanale Gabriele, Damone Rebecca, Defilippis Giorgia

PREMESSA TEORICA

• In fisica le onde sonore sono perturbazioni meccaniche che si propagano in un mezzo solido, liquido o gassoso, come ad esempio l'aria; esse sono, in genere, di tipo longitudinale e producono variazioni di pressione e di densità nel mezzo. Il principio di funzionamento del tubo di Kundt permette di visualizzare queste variazioni di pressione in condizioni di propagazione longitudinale della perturbazione.

• Un’onda stazionaria è una perturbazione che interessa una regione limitata di spazio e non propaga energia; un modo per ottenere onde stazionarie è quello di far vibrare del gas presente in un tubo (chiuso o a uno o a entrambi gli estremi) a determinate frequenze, dipendenti dalla lunghezza del tubo L e dal mezzo.

PER SAPERNE DI PIU'

AUGUST KUNDT

TUBO DI KUNDT

OSSERVAZIONE

August Kundt fu un fisico tedesco che scoprì che quando si generano onde sonore stazionarie in un tubo di vetro orizzontale in cui sia sparsa una polvere finissima, questa si accumula in punti caratteristici (nodi).

Tali onde sono rese visibili da una polvere molto leggera, introdotta preventivamente nel tubo; infatti, in corrispondenza dei nodi la polvere tende ad accumularsi, mentre in corrispondenza dei ventri il moto prodotto dall’onda non permette l’accumulo della polvere

Il tubo di Kundt è un apparato acustico sperimentale inventato per la misurazione della velocità del suono in un gas o in una barra solida . L'esperimento è utilizzato oggi per dimostrare onde stazionarie e forze acustiche.

APPLICAZIONE

APPARATO A TUBI DISEGNO

ANALIZZANDO

OBIETTIVI

Studiare il comportamento ondulatorio del gas in un sistema costutuito da un tubo, i cui estremi siano chiusi

Ricostruire l'andamento della variazione dell'ampiezza delle onde di pressione lungo l'asse del tubo a seguito della generazione di onde acustiche in un suo estremo.

Determinare la lunghezza delle onde sonore generate nelle diverse configurazioni, per calcolare la velocità del suono

ESPERIMENTO GENERATO DALL'IA

OCCORRENTE

• Contenitore trasparente con estremità chiuse

• Palline di polistirolo
• Membrana vibrante
• Metro per misurazioni
• Nastro adesivo
• App per generare frequenze
• Voce non artificiale

DIMOSTRAZIONE PRATICA

Notiamo due effetti:

• l' aumento della sonorità;
• il caratteristico movimento della polvere che tende ad ammucchiarsi in corrispondenza dei nodi, in quanto nei ventri vi sono zone di maggior pressione.

CALCOLO DELLA FREQUENZA

LA NOSTRA ESPERIENZA

Per effettuare la misura della lunghezza d'onda si misura con un metro la distanza tra i nodi, tenendo presente che la distanza tra due nodi consecutivi è una semi-lunghezza d'onda. Una volta ricavata la lunghezza d'onda , si ottiene la misura indiretta della velocità del suono: v =λf

CONSIDERAZIONI FINALI

In base alla procedura seguita, si è arrivati a stabilire che la velocità ottenuta non corrisponde a quella del suono che è di 340 m/s.

Il valore ottenuto può essere confrontato con la formula che permette di calcolare la velocità di propagazione del suono in aria in funzione della temperatura assoluta misurata in K.

Ammesso che nella stanza vi sia una temperatura di 20°C,dunque una T ~ 293 K, si dovrebbe avere una v ~ 343 m/s; ma tale risultato non coincide con i nostri calcoli.

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