Каква е честотата на чашата за вино?

Изследване на връзката между процентното съотношение на водата и царевичния сироп и резонансната честота

Съдържание

Въведение

Основна информация:

����������� Всички сме запознати с това, че чашата за вино �звъни.� Достатъчно е да плъзнете мокър пръст по ръба на кристална чаша за вино и във въздуха ще се разнесе чиста нота. � Във физиката резонансът е тенденцията на една система да трепти с по-голяма амплитуда при някои честоти, отколкото при други� (Resonance, Wiki). Когато една вибрираща система се приведе в движение, тя вибрира с естествената си честота. Когато към системата се приложи външна сила, това води до принудително трептене. Този ефект е известен като резонанс или резонансна честота. Казано по-просто, когато плъзгате пръста си по ръба на чаша за вино, това предизвиква принудителна вибрация, в резултат на която се чува �свирене� или резонансна честота. Плъзгането на пръст по ръба създава триене, което кара стъклото да вибрира и да създава резонанс.

Добавянето на течност към стъклото може да промени височината на резонансната честота. Звуковата вълна на резонансната честота раздвижва молекулите на течността около стъклото, като по същество създава малки вълни. Тези малки вълни намаляват енергията на звуковата вълна, което от своя страна понижава височината на чуваемата честота. Тъй като различните течности са по-плътни от другите, можем да предположим, че вариациите в плътността на течностите ще доведат до различни височини на звука.

Въпрос: Целта на този експеримент е да се установи как различните варианти на вода и царевичен сироп (с различна плътност) влияят на резонансната честота на чаша за вино.

Хипотеза: Ако по-плътните течности поглъщат повече енергия, тогава, когато различни варианти на вода и царевичен сироп се поставят в една и съща чаша за вино, вариантите с по-висока концентрация на царевичен сироп ще предизвикат по-ниска резонансна честота на чашата за вино от тази на вариантите с по-висока концентрация на вода. Вариациите на водата и царевичния сироп представляват независима променлива, докато честотата е зависима променлива. Контролираните променливи включват винената чаша, измерването на течностите и температурата на помещението.

• Кристална чаша за вино (трябва да се използва една и съща за всички опити)
• Измервателни чаши
• Вода
• Царевичен сироп
• Електронен тунер (измерва честотата в херцове)
• Калкулатор

Процедура :
Първо, поставете � чаша вода в чашата за вино. Когато измервате, напълнете мерителната чаша докрай, така че водата/царевичният сироп да образува менискус. След това, след като леко намокрите пръста си, го плъзнете по ръба на чашата, докато не се получи �пеещ� тон. С помощта на електрическия тунер намерете резонансната честота, като държите тунера до пеещата чаша. Необходими са поне пет опита, за да се намери точното отчитане на резонансната честота. Почиствайте стъклото след всеки вариант. Повторете тази процедура с различните варианти на водата спрямо царевичния сироп. Например, използвахме пет различни варианта: 100 % вода, 75 % вода – 25 % царевичен сироп, 50 % вода – 50 % царевичен сироп, 25 % вода – 75 % царевичен сироп, 100 % царевичен сироп.

Може да се интересувате и от темите