Fysik

wire/lyd opgave

09. oktober 2008 af Reddie3gWorker (Slettet)

Hej,
Jeg har fået stillet følgende opgave, og jeg kan ikke rigtig se hvordan jeg skal komme i gang med den. Jeg håber der er nogen der kan give et hint eller to. Opgaven lyder:

En massiv aluminiumsklods hænger i en wire fra en havnekran. Hvis der slås på wiren med en hammer, høres en tone med frekvensen 200Hz. Nu sænkes kranarmen, så klodsen lige er dækket af vand. Wiren har samme længde som før.
Den fart hvormed lyden bevæger sig i wiren er proportional med kvadratroden af trækkræften i wiren. Densiteten er aluminium er 2700kg/m^3 og densiteten af vand er 1000kg/m^3.
Bestem frekvensen af den tone, som wiren nu afgiver, når man slår på den.

Håber på hurtig hjælp :)


Brugbart svar (1)

Svar #1
09. oktober 2008 af fluen på væggen (Slettet)

At farten er proportional med kvadratroden af trækkraften kan udtrykkes som v=k·√(F), hvor k er en proportionalitetsfaktor. Samtidig ved du, at v = f·λ. Jeg har brugt betegnelserne v for hastighed, F for trækkraft, f for frekvens og λ for bølgelængde.

Således bliver f=v/λ så fsænket klods = vsænket klods/λ, hvor λ er konstant lig med længden på hele snoren. Før næste skridt kan man udregne q=Fsænket klods/F vha. oplysningerne om densiteten.

Derpå ses at Fsænket klods=Fq, hvorfor vsænket klods=k·√(Fq)=v√(q).

Derfor er fsænket klods = vsænket klods/λ = f√(q). Frekvensen bliver med andre ord ganget med kvadratroden af forholdet mellem den nye og den gamle trækkraft. Dette forhold er q=(2700-1000)/2700 idet vandet "bærer" 1000kg pr. m3 af aluminiumsklodsen, der er nedsænket i det.

Med andre ord er 1000kg pr. m3 af aluminiumsklodsen lige så tungt som det omgivende vand, og derfor er det kun de resterende 1700kg pr. m3, der trækker klodsen ned ift. det omgivne vand. Er matematiker og ikke fysiker - derfor blev afslutningen sådan lidt "en sludder for en sladder"-agtig...


Svar #2
09. oktober 2008 af Reddie3gWorker (Slettet)

Jeg forstår ikke:
"Før næste skridt kan man udregne q=Fsænket klods/F vha. oplysningerne om densiteten".. Hvordan gør jeg lige det.. kender jo hverken areal, masse eller lignende af klodsen?
 


Brugbart svar (0)

Svar #3
09. oktober 2008 af fluen på væggen (Slettet)

Du skal blot bruge forholdet. Det har jeg faktisk regnet for dig, idet jeg skriver q=(2700-1000)/2700. Det giver forholdet - de konkrete masser er ikke nødvendige, blot vi kender forholdet!


Svar #4
10. oktober 2008 af Reddie3gWorker (Slettet)

hmm..

Jeg har fået udregnet forholdet til q=0.62963, men hvordan kan jeg lige se at Fsænket klods=Fq?


Brugbart svar (0)

Svar #5
11. oktober 2008 af fluen på væggen (Slettet)

Fordi q=Fsænket klods/F, så Fq = F·Fsænket klods/F = Fsænket klods.


Skriv et svar til: wire/lyd opgave

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.