Измерване на скоростта на звука

С този експеримент ние ще измерим времето за преминава на звука между два микрофона. Скоростта в този случай се изчислява в зависимост на разстоянието от времето за преминава на звука от една до друга точка. По този начин може да бъде изчислена скоростта на звука във въздуха, в метал и дърво.

Оборудване

·     Чук;  MultiLog;Два сензора - микрофони (MIC)

Незадължително:

·     Метална плоча ( Дълга поне 2 m ).

·     Дълга алуминиева плоча  ( Поне 2 m).

·     Дървен плот  (дървена маса дълга около 2 m).

Процедура за инсталиране

1.   Свържете серийния порт на MultiLog с компютъра.

2.   Включете MultiLog.

3.   Свържете сензора-микрофон  Microphone sensors към I/O 1 and 2 на  MultiLog.

4.   Разположете двата сензора по пътя на звука (виж фиг. 1). Разстоянието между микрофоните трябва да бъде поне 2 m.

5.   Инсталирайте MultiLog както е посочено in MultiLab (натиснете Setup Wizard  от главната лента )

фиг.1

MultiLog инсталация

·        Input 1: MIC]·        Input 2: MIC·        Rate: 8500 / Sec

·        Recording time: 235ms (2000 Samples)

Процедура на експеримента

6.    Измерете разстоянието между микрофоните и го запишете.

7.  Стартирайте  MultiLog или от кутията MultiLog или от програмата MultiLab: Натиснете бутона Run  от главната лента.

8.   Произведете звук ( звукът трябва да бъде ясен, започващ рязко. Може да е пляскане с ръце. ). Чукване с чук върху метална плоча може да бъде следващият опит. Направете няколко опита докато решите какъв звук е най- подходящ.

                       фиг. 2

9.   Изчакайте докато свърши извличането на данните. Това ще  стане автоматично от компютъра.

Може да използвате Download  от главната лента.

10.  Съхранете резултатите.

За метал разстоянието между микрофоните трябва да е минимум 3 м.

11.  След инсталирането на следващия експеримент повторете стъпки от 1 до 5 .Не забравяйте да съхранявате. Когато провеждате експеримента с алуминий или дърво звукът трябва да се произведе от предмет ( чук).

Анализ на резултатите

12.  Използвайте инструмента  Zoom to selection  в тази част от графиката, когато звукът достига до микрофона .

13.   Използвайте курсора да измерите времето, когато звукът е достигнал първия микрофон и когато е достигнал втория.

14.   Изчислете скоростта на звука по формулата :

15.   Повторете процедурата за всеки материал.

16.   Сравнете резултатите за различните материали и ги сравнете с истинските им стойности. Опитайте се да обясните причината за различието. ( ако има такова)

При опита бяха изпълнени следните условия:

 - източник на звук - удар с чук по дървена дъска

 - звукови сензори , разположени на 1 м от източника на звука съответно - единият е допрян до дъската , вторият - във въздуха

Резултати:

1. Графични резултати

2. Таблични резултати - следвай линка

Задача: Изчислете скоростта на звука в различните среди ( въздух и дърво) като заместите със стойности на t₁  и  t₂ от таблицата.