IZREDNO OBVESTILO.
Zaradi izjemnih okoliščin povsem odpiramo bazo vsebin za vse razrede učencev osmih in devetih razredov osnovnih in za razrede dijakov srednjih šol ter njihove učitelje do konca šolskega leta. Vse informacije so na voljo na tej strani.
IZREDNO OBVESTILO.
Zaradi izjemnih okoliščin povsem odpiramo bazo vsebin za vse razrede učencev osmih in devetih razredov osnovnih in za razrede dijakov srednjih šol ter njihove učitelje do konca šolskega leta. Vse informacije so na voljo na tej strani.
IZREDNO OBVESTILO.
Zaradi izjemnih okoliščin povsem odpiramo bazo vsebin za vse razrede učencev osmih in devetih razredov osnovnih in za razrede dijakov srednjih šol ter njihove učitelje do konca šolskega leta. Vse informacije so na voljo na tej strani.
Vse o naši iniciativi, s katero do konca šolskega leta podeljujemo razredom prost dostop do vseh OpenProf vsebin, lahko preberete tu.
 
 
 
fizika fb
 

Longitudinalno valovanje zvoka



Friderika Lavrič, avtor/ica gradiva, nudi inštrukcije fizike v naslednjih krajih: Ljubljana.

Skype Učitelj/ica omogoča inštrukcije tudi prek Skypa.


Kaj je zvok?



Zvok je vzdolžno ali longitudinalno valovanje zračnih delcev.


Kot primer vzemimo zvočnik kot izvir zvoka: pri premiku membrane desno od mirovne lege A (glej sliko) nastane zgoščina molekul zraka (večja gostota zraka) in posledično povečan zračni tlak. Ko se premika membrana v levo, povzroča razredčino (gostota zraka se zmanjša) in znižanje zračnega tlaka. Nihanje membrane y(t) prehiteva p(t) za kot , kot kaže slika:


Longitudinalno velovanje zvoka



Na sprejemni strani poteka proces v obratni smeri: povečan in zmanjšan zračni tlak povzročata nihanje bobniča v ušesu ali membrane mikrofona.


Longitudinalno ali vzdolžno valovanje zračnih delcev je nihanje delcev v smeri širjenja valovanja. Zaradi longitudinalnega valovanja se zrak redči in zgošča, zračni tlak pa veča in pada.



Zvok, ki ga lahko slišimo, je v frekvenčnem področju 20 Hz do 20 kHz. Zvok z nižjimi frekvencami je infrazvok, z višjimi pa ultrazvok.


Potujoči longitudinalni val



Zgoščine in razredčine se širijo v okolico s hitrostjo zvoka c. V času naredijo pot , v času enega nihaja pa pot, ki je enaka valovni dolžini valovanja:




Upoštevali smo, da sta frekvenca in perioda recipročni:




Pri določeni frekveci bo valovna dolžina odvisna samo od hitrosti zvoka. Iz enačbe (1) izrazimo še frekvenco:




Tlak, ki ga povzroča potujoči zvočni val je odvisen od razdalje in od časa. Zapišemo ga v obliki:




Potujoče longitudinalno valovanje



Hitrost zvoka



Zvok se ne širi samo po zraku, pač pa po vsaki snovi, ki se pod vplivom tlaka lahko stisne. Stisljivost snovi izračunamo po enačbi:




Stisljivost snovi in modul elastičnosti E sta obratno sorazmerna.


Hitrost valovanja smo izpeljali v gradivu Potujoče transverzalno valovanje in je:




ali z uporabo enačbe (2):




Hitrost zvoka v zraku izračunamo s pomočjo enačbe (3) in z uporabo plinskih zakonov. Brez izpeljave zapišimo rezultat:




Tu je razmerje med specifično toploto pri stalnem tlaku in specifično toploto pri stalnem volumnu. Pri dvoatomskih molekulah, iz katerih je večinoma sestavljen zrak je njegova vrednost 1,40.


M je kilomolska masa zraka (M=29 kg), R splošna plinska konstanta in T absolutna temperatura.


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Vidimo, da je v zraku hitrost zvoka sorazmerna korenu iz absolutne temperature. Faktor sorazmernosti izračunamo iz enačbe (4) in dobimo:





glavni avtor in urednik gradiva: Satcitananda podjetje za proizvodnjo, trgovino in izobraževanje d.o.o., Ljubljana