De golflengte kunnen we berekenen met v = f·λ. De frequentie is in de vraag gegeven, de golfsnelheid is de geluidssnelheid in lucht. In BINAS tabel 15A vinden we voor lucht van 20 °C (293 K) een snelheid vana 343 ms-1. Omschrijven van de formule en invullen geeft
λ = v/f = 343 / 480 = 0,714833 m
Afgerond is dit 71,5 cm.
Opgave b
De golflengte van de staande golf in de reageerbuis is 0,714833 m. Een kwart hiervan is 0,178646 m. Afgerond is dit 17,9 cm en dit komt inderdaad overeen met de lengte van de reageerbuis.
Opgave c
Door de buis met water te vullen wordt de luchtkolom tussen het wateroppervlak en de opening minder hoog. De lengte wordt dus kleiner naarmate er meer water in de buis zit. Voor de golflengte geldt λ = 4·lengte. Dit betekent dat de golflengte afneemt. Voor de frequentie geldt f = v/λ. Als de golflengte kleiner wordt, en de snelheid hetzelfde blijft, wordt de frequentie groter. De toon zal dus hoger klinker naarmate er meer water in de buis komt.
Opgave d
We gaan weer uit van de geluidssnelheid die we in vraag a vonden. Bij een toon van 1000 Hz hoort dan een golflengte van λ = v/f = 343 / 1000 = 0,343 m. De buislengte moet net als eerder ¼ hiervan zijn. ¼·0,343 = 0,0864 m = 8,575 cm. De luchtkolom in de buis had een totale lengte van 17,9 cm en moet nu 8,5754 cm worden. Dit betekent dat er 17,9 - 8,5754 = 9,3246 cm water moet worden toegevoegd. Afgerond 9,3 cm.
Opgave e
Twee mogelijke verklaringen:
De frequentie van de toon die wordt voortgebracht is niet alleen afhankelijk van de golflengte maar ook van de geluidssnelheid: f = v/λ. De lagere frequentie kan dus verklaard worden door een lagere geluidssnelheid. In BINAS 15A zien we dat hoe lager de temperatuur, hoe lager de geluidssnelheid. Dit betekent dat de temperatuur moet zijn afgenomen. De luchtkolom zou bijvoorbeeld afgekoeld kunnen zijn door het vullen van de buis met koud water.
Bij het open uiteinde van de buis bevindt zich een buik maar de exacte plaats is afhankelijk van de vorm van de buis aan de bovenkant. Als de plaats van de buik niet overeen komt met de rand van de buis maar hier ietsje boven ligt kan dit verklaren waarom de frequentie lager is dan verwacht. De golflengte is dan namelijk ook iets groter en de frequentie dus lager. Het effect van de hoger liggende buik zal groter zijn naarmate de buis korter is vandaar dat het effect een grotere rol speelt bij de gevulde buis en bij de lege buis te klein was om op te merken.
Vraag over opgave "Reageerbuis"?
Hou mijn naam verborgen voor andere bezoekers
Sorry
: (
Als je een vraag wil stellen moet je eerst inloggen.