اثر دما روی سرعت صوت

هدف: این پروژه به بررسی سرعت صوت و دمای هوایی که روی آن اثر می گذارد، می پردازد.

سوال:

1-  چگونه صدا با سرعت حرکت می کند؟

2-  چگونه دما بر سرعت صوت اثر می گذارد؟

سرعت صوت به چگالی موادی که از آن ها عبور می کند بستگی دارد. شما می دانید که هوای سرد از هوای گرم چگال تر می باشد، اما این بدان معنی است که صدا با سرعت بیشتر، در دمای سرد حرکت می کند یا در دماهای گرم؟

ابزارو چیزهایی  که برای این پروژه نیاز دارید به شرح زیر می باشند:

1-  ساختمانی بزرگ

2-  لوله ای فلزی

3-  چکش

4-  یک همراه برای کمک به شما

5-  زمان سنج

6-  متر مخصوص اندازه گیری( متر نواری)

7-  دماسنج در فضای آزاد

مراحل کار:

1-  در فاصله 100 متری از یک ساختمان بلند بایستید. صدای بلندی را با لوله فلزی ایجاد کنید و به انعکاس صدا دقت کنید. اگر شما آن را نمی توانید بشنوید سعی کنید در فاصله نزدیک تر از ساختمان قرار بگیرید.

2-  به لوله ضربه بزنید و به انعکاس صداهای ایجاد شده گوش دهید.

3-  به ضربه ها سرعت دهید یا آن ها را کاهش دهید، به طوری که هر ضربه در یک زمان مشخصی ایجاد شود( مانند انعکاس هایی که از ضربات قبل می آمد)

4-  در حالی که شما مشغول ضربه زدن هستید، همراه شما باید زمان سنج را روشن نماید، سعی کنید فرکانس ها را تنظیم کنید به طوری که با میزان ضربه های شما مطابقت داشته باشند.

5-  به زمان سنج نگاه کنید و تعداد ضربه ها( تداخل ها) را در هر دقیقه در نظر بگیرید. این اطلاعات را یادداشت نمایید.

6-  فاصله دقیق بین خود و ساختمانی که انعکاس را ایجاد می کند، اندازه بگیرید. این فاصله را را در دو ضرب کنید تا فاصله ای که صداهای حاصل از ضربه در رفت و برگشت در آن حرکت می کنند به دست آید.

7-  طول مدت زمانی که صدای حاصل از ضربه به عقب و جلو حرکت می کند را با تقسیم زمان 60 ثانیه بر فرکانس محاسبه نمایید.

8-  سرعت صوت را با تقسیم سرعتی که صوت پیموده است بر مدت زمانی که برای طی کردن این مسیر گذرانده است،  محاسبه نمایید.

9-  درجه حرارت فضای باز را در آن روز محاسبه نمایید.

10- این آزمایش را در روزهایی با درجه حرارت مختلف تکرار کنید و یا حتی می توانید آن را در در یک روز در زمان های مختلف انجام دهید.

نتیجه:

صوت یک پدیده فیزیکی است که در  محیط  روی می دهد. صوت موجی است مکانیکی که در اثر  ارتعاش اجسام  تولید  می شود و به صورت طولی منتشر می گردد.

می دانیم وقتی دما افزایش می یابد جنبش مولکول ها افزایش یافته وانتقال انرژی از یک مولکول به مولکول دیگر با سرعت بیشتری روی می دهد.

اما  یک تفاوت است بین این که صدا را زودتر می شنویم با این که بگوییم صدا را قوی تر می شنویم .

پدیده ای که در سحر هنگام یا شب ها شاهد هستیم. اندازه گیری ها نشان داده که سرعت صوت در جامدات بیشتر از مایع ها و در مایع ها بیشتر از گازها می باشد .سرعت صوت در هوای صفر درجه سلسیوس331 متر بر ثانیه است

اندازه گیری نشان داده که به ازای هر یک درجه گرمی هوا سرعت صوت 6/0 متر بر ثانیه بیشتر خواهد شد .

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان

تهیه و تنظیم: اعظم اژدری

مطالب مرتبط:

ایجاد گردباد در بطری

انرژی خورشیدی

امواج صوتی را بهتر بشناسیم.