Fysikøvelse Erik Vestergaard www.matematikfysik.dk. Musik og bølger



Relaterede dokumenter
Øvelser 10. KlasseCenter Vesthimmerland Kaj Mikkelsen

Øvelser 10. KlasseCenter Vesthimmerland Kaj Mikkelsen

2 Erik Vestergaard

Svingninger. Erik Vestergaard

Elevforsøg i 10. klasse Lyd

1. Vibrationer og bølger

En harmonisk bølge tilbagekastes i modfase fra en fast afslutning.

Øvelsesvejledning RG Stående bølge. Individuel rapport. At undersøge bølgens hastighed ved forskellige resonanser.

2 Erik Vestergaard

Indhold. Svingninger & lyd Side_1

Nedenfor er tegnet svingningsmønsteret for to sinus-toner med frekvensen 440 og 443 Hz:

i x-aksens retning, så fås ). Forskriften for g fås altså ved i forskriften for f at udskifte alle forekomster af x med x x 0

Svingninger og bølger

Resonans 'modes' på en streng

Opdrift i vand og luft

En f- dag om matematik i toner og instrumenter

Dopplereffekt. Rødforskydning. Erik Vestergaard

Øvelsesvejledning FH Stående bølge. Individuel rapport

Newtons afkølingslov

Arbejdsopgaver i emnet bølger

Indhold. Musik Lyd Natur/teknik Lyd og Musik. Fra»Musik på Tværs 1998«v/ Lisbeth Bergstedt

Kasteparabler i din idræt øvelse 1

Opgaver i solens indstråling

TIPS & TRICKS TIL EN GOD TUR

Glamsdalens Idrætsefterskole 1

Mads Peter, Niels Erik, Kenni og Søren Bo

Dæmpet harmonisk oscillator

7 QNL /LJHY JW VDPPHQVDWWHYDULDEOH +27I\VLN

Transienter og RC-kredsløb

wwwdk Digital lydredigering på computeren grundlæggende begreber

Basrefleks kabinettet

Jævn cirkelbevægelse udført med udstyr fra Vernier

Kuglers bevægelse i væske

Øvelse i kvantemekanik Kvantiseret konduktivitet

Fraktaler. Vejledning. Et snefnug

Kort om Eksponentielle Sammenhænge

Beskrivelse af det enkelte undervisningsforløb

Proces 2 med DR SymfoniOrkestret 2010

Rapport Bjælken. Derefter lavede vi en oversigt, som viste alle løsningerne og forklarede, hvad der gør, at de er forskellige/ens.

Regulativet er det vigtigste redskab i kampen for at få vedligeholdt et vandløb korrekt.

Tallene angivet i rapporten som kronologiske punkter refererer til de i opgaven stillede spørgsmål.

Vi skal lave en sparegris, men inden vi går i gang, skal vi lige snakke om et par billeder

FYSIK C. Videooversigt. Intro video... 2 Bølger... 2 Den nære astronomi... 3 Energi... 3 Kosmologi videoer.

Jørn Iversen Rødekro Aps. Hydevadvej 48 Hydevad DK-6230 Rødekro Tel.: Fax.: : Web.:

Terrasseoverdækning/ Carport Monteringsvejledning

Udspring. - Inspiration til udspringsaktiviteter (svømmeskolen, tweens og teens)

Undervisningsbeskrivelse

Læsning og skrivning i 5. og 6. klasse

Benjamin: Det første jeg godt kunne tænke mig at du fortalte mig lidt om, det var en helt almindelig hverdag, hvor arbejde indgår.

ysikrapport: Maila Walmod, 1.3 HTX, Rosklide I gruppe med Morten Hedetoft, Kasper Merrild og Theis Hansen Afleveringsdato: 28/2/08

Fig. 1 Billede af de 60 terninger på mit skrivebord

Harmonisk oscillator. Thorbjørn Serritslev Nieslen Erik Warren Tindall

LEVENDE KNOGLER, STÆRKE KNOGLER

Fysisk aktivitet i den boglige undervisning

Klasse Situation Observation 3. klasse Før spillet. Der bliver spurgt ind til hvad børnene

Talrækker. Aktivitet Emne Klassetrin Side

Ja, så lige nu, der skal vi finde ud af, hvad vi egentlig gør, hvad der er af alternative metoder.

Tredje kapitel i serien om, hvad man kan få ud af sin håndflash, hvis bare man bruger fantasien

forventningsko og oplevelseskort

Søndag d.24.jan Septuagesima. Hinge kirke kl.9. Vinderslev kirke kl (skr.10.15).

introduktion TIL LÆREREN

Energizere bruges til at: Ryste folk sammen Få os til at grine Hæve energiniveauet Skærpe koncentrationen Få dialogen sat i gang

Redskabsskur Model Classic

Denne brugervejledning er et redskab til alle, som skal hjælpe børn, der bruger NF-Walker som et stå og ganghjælpemiddel.

Interessetilkendegivelse for en plads i Junioreliten 2014

Fyld en mængde genstande i en ikke gennemsigtig beholder. Man skal nu gætte to ting:

7 QNL 2PYHQGWSURSRUWLRQDOLWHW +27I\VLN. 1 Intro I hvilket af de to glas er der mest plads til vand?: Hvorfor?:

Jeg siger det der står på næste side. (Sideskift er angivet ved større linjeafstand og opgaveskift er angivet ved at de første ord er understreget)

For at hjælpe dialogen på vej, har vi udarbejdet en række cases, der illustrerer de dilemmaer, der kan opstår i den pædagogiske dagligdag.

Bilag 6. Transskription af interview med Emil

Når du sammen med din klasse skal besøge biblioteket til FORSK- NINGENS DØGN, så skal I arbejde med emnet LYD.

Øvelser til større børn

Frihåndsquiltning på maskine Du kan lære det!

TIPS & TRICKS TIL EN GOD TUR

Kulstofnanorør - småt gør stærk Side i hæftet

Vejrtrækning pust nyt liv og livskraft ind i din krop

Ryttere i god form kører 6 x 3/2 (3 min aktiv, 2 min pause) Ryttere i mindre god form kører 4 x 3/2 (3 min aktiv, 2 min pause)

En musikalsk praktisk introduktion til Stemninger. Feb-08

Eksperimentelle øvelser, øvelse nummer 3 : Røntgenstråling målt med Ge-detektor

DIEM akustik. Perceptual Fusion and Auditory Perspective. Litt.: Cook kap. 20

Excel tutorial om lineær regression

Lyd og lyddannelse. Baggrund lærer-elev

Selvevaluering 2008/2009 på Ollerup Efterskole

Skabelon til funktionsundersøgelser

Lineære modeller. Taxakørsel: Et taxa selskab tager 15 kr. pr. km man kører i deres taxa. Hvis vi kører 2 km i taxaen koster turen altså

Når du skal forberede din MUS-samtale MUS

Brugermanual til NaboLink enhederne: BaseLink V02 KeyLink V02 AlarmLink V02 Revision Indholdsfortegnelse:

Opgavesæt udviklet til kursus Grundlæggende elektronik på mobile maskiner 2. Udviklet i 2015

Gyptone lofter 4.1 Akustik og lyd

Forbrugerpanelet om organiseret rabat oplevelse, brug og efterspørgsel

Ægtefællesammenføringsspillet version 1.0 Udarbejdet af Leoparddrengen, 2010

Tak fordi du vil hjælpe os med at få hele Danmark til at fortælle historier.

Rydning af skov i bondestenalderen

MAS Trappe Robot. Programmering af Robotter og andre Fysiske Enheder University of Southern Denmark

Kjellerup Skole Min mening om undervisningsmiljø og trivsel på skolen. Resultat. Spørgeskemaundersøgelse

Sådan gør I: Forberedelse og introduktion

Kursusmappe. HippHopp. Uge 19. Emne: Nørd HIPPY. Baseret på førskoleprogrammet HippHopp Uge 19 Emne: Nørd side 1. Uge19_n rd.indd 1 06/07/10 12.

Kursusmappe. HippHopp. Uge 5. Emne: Verden omkring mig HIPPY. Baseret på førskoleprogrammet HippHopp Uge 5 Emne: Verden omkring mig side 1

1 - Problemformulering

Transkript:

Fysikøvelse Erik Vestergaard www.matematikfysik.dk Musik og bølger Formål Hovedformålet med denne øvelse er at studere det fysiske begreb stående bølger, som er vigtigt for at forstå forskellige musikinstrumenters virkemåde. Vi vil studere stående bølger på såvel en snor som i et rør. Som en ekstra bonus vil vi i et af delforsøgene få bestemt lydens hastighed i atmosfærisk luft. Begrebet stødtoner vil også blive studeret. 1. Snorbølgeforsøg Formålet med denne øvelse er at studere fænomenet stående bølger med et snorbølgeforsøg. Vi vil blandt andet se, hvordan frekvenserne af de stående bølger afhænger af. hvor hårdt snoren er spændt ud. Opstillingen er som angivet på nedenstående figur. Snorens ene ende fastgøres til en vibrator og snoren trækkes henover en trisse, så snorens anden ende hænger frit ned. Heri anbringes et lod med massen m. Derved kan man kontrollere, hvor stor en kraft snoren er spændt ud med, nemlig med en kraft svarende til tyngdekraften af loddet: F m g. Vibratoren tilsluttes en tonegenerator. Før du tænder for tonegeneratoren skal du sikre dig, at der er skruet helt ned for forstærkningen via den relevante drejeknap. Sidstnævnte styrer amplituden på bølgerne. Hvis forstærkningen er for stor kan vibratoren tage skade. Når du langsomt skruer op for forstærkningen vil du se, at der sendes bølger hen ad snoren. Frekvensen af bølgerne kan reguleres på en drejeknap og frekvensen vises i et display. Husk at måle længden l af snoren fra vibratoren og til røringspunktet midt på trissen. Noter denne længde ned. Du kan benytte denne længde under hele forsøget, men husk en gang imellem at kontrollere, at vibratoren ikke rykker sig!!!

2 Fysikøvelse Erik Vestergaard www.matematikfysik.dk a) Vælg et 100 g lod og en muresnor. Mål snorlængden og noter den ned. Du kan eventuelt sætte et mærke på bordet for at sikre dig, at vibratoren ikke flytter sig. Mål herefter frekvenserne for grundtonen og de tre første overtoner og noter dem ned i første søjle i tabellen herunder: Tone f (Hz) λ (m) v (m/s) Grundtone 1. overtone 2. overtone 3. overtone Snorlængde l b) I det følgende skal du med den samme snor som ovenfor måle frekvensen for 1. overtone for forskellige lod-belastninger. Skriv frekvenserne i første søjle. Lod f (Hz) λ (m) v (m/s) 50 g 100 g 150 g 200 g Snorlængde l 2. Resonansrør I dette forsøg skal vi studere stående bølger (resonans) i et rør og endda bruge forsøget til at bestemme en værdi for lydens hastighed i atmosfærisk luft. På næste side ser du billedet af et rør med vand i. Vandstanden kan reguleres ved hjælp af en såkaldt niveaukugle. Når en stemmegaffel anslås over røret vil lydbølger med stemmegaflens frekvens forplante sig ned i røret. Indkommende bølger vil interferere med reflekterede bølger. For ganske bestemte rørlængder vil der opstå stående bølger, også kaldet resonans. Fænomenet kan registreres ved at der forekommer en særlig høj lyd her. De stående bølger skal have knude i bunden af røret, da luften ikke kan bevæge sig her, og bug omkring rørets top. Her er luften i stor bevægelse. Det viser sig, at bugen forekommer et lille stykke k udenfor røret. Dette stykke betegnes mundingskorrektionen. Første resonans forekommer, når røret har en længde af ca. 1/4 bølgelængde, de næste resonanser forekommer når røret er henholdsvis ca. 3/4 og ca. 5/4 bølgelængder langt. som det er illustreret med kurver på figuren på næste side. Tag en stemmegaffel med frekvensen 440 Hz uden resonanskasse (hvorfor mon?) og slå den an, mens du sænker/hæver vandstanden i røret ved hjælp af niveaukuglen, indtil du finder de tre steder, hvor lyden tydeligt forstærkes.

Fysikøvelse Erik Vestergaard www.matematikfysik.dk 3

4 Fysikøvelse Erik Vestergaard www.matematikfysik.dk Noter længderne for de tre resonanser ned og skriv dem i tabellen herunder. Tone 1. resonans l 1 2. resonans l 2 3. resonans l 3 Rørlængde (m) 3. Stødtoneforsøg I dette forsøg skal vi studere fænomenet stødtoner, som forekommer, når to lydbølger med samme amplitude og omtrent samme frekvens interfererer. Fremskaf to stemmegafler med samme frekvens, for eksempel 440 Hz, og anbring dem på deres tilhørende resonanskasser. Anbring de to resonanskasser tæt på hinanden, så åbningerne vender mod hinanden. Anslå begge stemmegafler med en gummihammer. Hvad hører du? Anbring nu en lille skrue på den ene stemmegaffel for at ændre dens frekvens en smule. Hvad hører du nu, når du anslår stemmegaflerne? Undersøg hvilken virkning det har, hvis du anbringer skruen forskellige steder på stemmegaflen. Kan du høre stødtonerne? Hvis der er en frekvensmåler til stede, kan du måle de to stemmegaflers frekvens f 1 og f 2 og udregne fstød f2 f1. Prøv at lytte for at vurdere om denne værdi for stødtonefrekvensen lyder rimelig.

Fysikøvelse Erik Vestergaard www.matematikfysik.dk 5 Opgaver i tilknytning til forsøgene Forsøg 1 (Snorbølgeforsøg) Udfyld resten af tabellen under forsøg 2a). For at beregne bølgelængder og bølgehastigheder, se eventuelt eksempel 1 i tillægget Stående bølger og musikinstrumenter. Kan du bekræfte, at bølgehastigheden er uafhængig af frekvensen, dvs. altid er den samme? Udfyld resten af skemaet under forsøg 2b) på samme måde, som du gjorde til forsøg 2a). Hvad sker der med bølgehastigheden på snoren, når spændingen i snoren øges? Stemmer det med følgende formel for bølgehastigheden v på en snor, omtalt i tillægget: (1) v F m l hvor F er den kraft, hvormed snoren er spændt ud, og Hvad svarer F til i forsøget? m l er snorens masse pr. meter? Forsøg 2 (Resonansrør) I forsøget med resonansrøret kan man få bølgelængden af de stående bølger ved brug af følgende formel: (2) λ 2 ( l2 l1 ) Dette fremgår af følgende udledninger: λ l + k λ λ ( + ) ( + ) λ λ 2 ( ) λ + 1 4 1 3 1 1 3 l2 k l 4 4 1 k l 2 2 l1 l2 l1 l 4 2 k Forsøg at forstå disse udledninger ved at kigge på figuren på side 3. Benyt værdierne for l 1 og l 2 til at bestemme en værdi for bølgelængden. Bestem herefter lydens hastighed i atmosfærisk luft ved at anvende formlen v f λ. Passer værdien nogenlunde overens med det, som databøger siger? Hvis du vil, kan du også bruge den tredje resonans og få en ny værdi for lydens hastighed. Ved at bruge alle tre resonanser kan man reducere usikkerheden på bestemmelsen af lydens hastighed. Forsøg 3 (Stødtoner) Hvis du har talværdier for stemmegaflernes frekvenser f 1 og f 2, så beregn den teoretiske stødtonefrekvens via formlen fstød f2 f1. Forklar, hvordan stødtoner lyder og hvad stødtonefrekvensen fortæller.

6 Fysikøvelse Erik Vestergaard www.matematikfysik.dk Musikinstrumenter Skriv fra en halv til en hel side om, hvordan forsøgene i denne øvelse samt din øvrige tilegnede viden om bølger har gjort dig klogere på forståelsen af musikinstrumenters virkemåde. Du kan lade dig inspirere af nogle af nedenstående punkter. Du skal ikke kommentere det hele! Vælg kraftigt ud, men sørg for, at der er lidt sammenhæng i det, så det hele ikke fremstår som spredte, løsrevne facts. Som materiale kan du kigge i tillægget Stående bølger og musikinstrumenter, i noten Bølgeteori eller gå på Internettet. Lighedspunkter og forskelle mellem forsøg 1 og 2 og det, der foregår på en guitarstreng henholdsvis i en orgelpibe. Hvad er stående bølger? Hvorfor kaldes de stående? Hvordan udbreder lyd sig? Fænomenet overtoner Rene toner og sammensatte toner Hvilken fysisk forskel er der på høje og dybe toner? Hvilke frekvenser kan det menneskelige øre høre? Hvordan dannes lyden på en guitar? Hvordan dannes lyden fra et klaver? Hvordan dannes lyden i en orgelpibe? Hvordan kan man regulere tonen på en blokfløjte. Forklar og sammenlign med orgelpiber. Hvilken funktion har resonanskassen på en guitar? Hvordan kan man regulere den tone, som kommer fra en guitarstreng? Hvorfor har orgler i kirker så forskellig længde? Hvad siger amplituden for en lydbølge noget om? Hvordan kan stødtoner bruges til at stemme en guitar?