DANE INFORMACYJNE Gimnazjum nr 5 im. Tadeusza Kościuszki w Pile

Prezentacja na temat: "DANE INFORMACYJNE Gimnazjum nr 5 im. Tadeusza Kościuszki w Pile"— Zapis prezentacji:

1

2 DANE INFORMACYJNE Gimnazjum nr 5 im. Tadeusza Kościuszki w Pile
Nazwa szkoły: Gimnazjum im. Adama Mickiewicza w Brodach Gimnazjum nr 5 im. Tadeusza Kościuszki w Pile ID grupy: 98/66 _MF_G2, 98/27_MF_G1 Opiekun: Grażyna Nowak, Alicja Marcinek Kompetencja: matematyczno – fizyczna Temat projektowy: „W świecie dźwięków i ciszy” Semestr/rok szkolny: semestr IV i V/rok szkolny 2011/2012

3 Spis treści: Cele projektu
Wstęp – podstawowe informacje dotyczące ruchu drgającego Rezonans mechaniczny Fale mechaniczne –podstawowe pojęcia, rodzaje Zjawiska, którym ulegają fale Fala dźwiękowa – podstawowe definicje i własności Jak słyszymy – budowa ucha Głos ludzki – aparat mowy Zjawisko dudnienia Efekt Dopplera Wykorzystanie fal dźwiękowych w diagnostyce medycznej Sale koncertowe, ekrany akustyczne Liczba macha, bariera dźwięku Przykłady doświadczeń z zakresu ruchu drgającego Przykłady zadań

4 Cele projektu

5 Zebranie i usystematyzowanie wiadomości dotyczących ruchu drgającego i falowego.
Wybór i przeprowadzenie doświadczeń badających ruch drgający i fale dźwiękowe. Rozwiązywanie przykładowych zadań związanych z ruchem drgającym, falowym. Poznanie wpływu hałasu na zdrowie człowieka i sposobów walki z hałasem.

6 Kształcenie umiejętności samodzielnego korzystania
z różnych źródeł informacji, gromadzenie, selekcjonowanie i przetwarzanie zdobytych informacji. Doskonalenie umiejętności prezentacji zebranych materiałów. Wyrabianie odpowiedzialności za pracę własną i całej grupy.

7 Ruch drgający – podstawowe pojęcia

8 RUCH DRGAJĄCY – ruch polegający na okresowych zmianach położenia układu (lub ciała).
a) klocek drgający na sprężynie, b) drgający pręt , c) wahadło matematyczne , d) wahadło w zegarze, e) trampolina, f) resory w aucie, g) ruch struny instrumentu , h) bicie serca.

9 WIELKOŚCI OPISUJĄCE RUCH DRGAJĄCY:
Amplituda - odległość między maksymalnym wychylenie a położeniem równowagi, oznaczenie – A, jednostka - m, cm Okres drgań -- czas w którym ciało wykonuje jedno pełne drgnięcie, oznaczenie – T, jednostka- s Częstotliwość – ilość pełnych drgnięć w ciągu 1sekundy, oznaczenie – f, jednostka – Hz (herc)

10 Zależność między częstotliwością i okresem drgań wyraża wzór:
Aby doświadczalnie wyznaczyć częstotliwość drgań np. wahadła korzystamy ze wzoru: Gdzie: f – częstotliwość, n – liczba drgań, t – czas, w którym te drgania zostały wykonane. Zależność między częstotliwością i okresem drgań wyraża wzór: Gdzie: T – okres

11 A to ciekawe… Heinrich Rudolf Hertz (1857 – 1894) był niemieckim fizykiem, który odkrył istnienie fal elektromagnetycznych i zbadał ich właściwości. Od jego nazwiska nazwano jednostkę częstotliwości.

12 Przykład: Dany wykres przedstawia drgania harmoniczne. Z danego wykresu odczytaj amplitudę, okres drgań oraz wyznacz częstotliwość: Odpowiedź: A = 1j. T = 100 s f = 0, 01 Hz

13 Rezonans mechaniczny Rezonans mechaniczny to zjawisko pobudzenia do drgań ciała przez inne ciało drgające z częstotliwością równą częstotliwości drgań własnych ciała pobudzanego do drgań. Na przykład: regularne pchnięcia huśtawki z częstotliwością jej drgań własnych wzmacniają ruch. Po czym można poznać, że zaszedł rezonans? - Po tym, że znacznie zwiększyła się amplituda drgań układu drgającego.

14 Ciekawostka Pierwszego lipca 1940 roku został ukończony i otwarty most nad cieśniną Tacoma w Puget Sound w stanie Waszyngton. Przęsło tego mostu zajmowało wówczas pod względem długości trzecie miejsce na świecie. Zaledwie cztery miesiące później wichura wprawiła most w takie drgania, że jego główne przęsło zostało złamane. Most rozpadł się. W wyniku działania wiatru o stałej prędkości powstały drgania, które były w rezonansie z drganiami własnymi konstrukcji mostu. Spowodowało to tak silny wzrost amplitudy, że most został zniszczony. Po tym wypadku poprawiono konstrukcję wielu innych mostów. W silne drgania może także wprowadzić most duża grupa ludzi pokonująca go równym krokiem. Regułą jest zatem, że maszerujący oddział wojska na moście otrzymuje komendę zmiany kroku na swobodny. Zaniedbanie tej reguły doprowadziło w przeszłości do wielu nieszczęśliwych wypadków.

15

16 Fale mechaniczne– podstawowe pojęcia

17 Fala mechaniczna (sprężysta) to rozchodzące się w danym ośrodku zaburzenie sprężyste.
Dzięki sprężystości ośrodka drgania takie przekazywane są coraz to dalej położonym cząstkom i w ten sposób fala przechodzi przez ośrodek materialny.

18 Własności fal mechanicznych:
Każda fala rozchodzi się jedynie w ośrodku materialnym posiadającym sprężystość i bezwładność. W próżni fale mechaniczne nie rozchodzą się, mogą natomiast rozchodzić się w gazach, cieczach i ciałach stałych. Sam ośrodek, jako całość, nie przesuwa się wraz z falą. Jego części wykonują jedynie drgania w ograniczonej części przestrzeni. Fala (zaburzenie) przesuwa się od źródła (drgającego ciała przekazującego swoje drgania cząsteczkom ośrodka) ruchem jednostajnym. Fale mechaniczne przenoszą energię poprzez materię (ośrodek sprężysty) dzięki przemieszczaniu się w niej zaburzenia, a nie na skutek przenoszenia samej materii.

19 Przykładami fal mechanicznych są:
Fale morskie: Fale sejsmiczne: Fale dźwiękowe:

20 Wielkości opisujące fale

21 Do opisu fal używa się pojęć: a) okres: częstotliwość b) amplituda c) długość fali d) prędkość fali e) promień fali, powierzchnia falowa, czoło fali Amplituda (A) to maksymalne wychylenie cząstki ośrodka z położenia równowagi w czasie gdy przez ośrodek przechodzi fala. Okres (T) to czas w jakim cząstka ośrodka, w którym rozchodzi się fala wykonuje jedno pełne drganie (przebywa drogę równą czterem amplitudom). Częstotliwość fal f to odwrotność okresu.

22 Z innymi parametrami ruchu okresowego wiążą go następujące zależności:
Okresem fali nazywamy czas, w którym punkt ośrodka wykonuje jedno pełne drganie. Dla fali oznacza to odcinek czasu pomiędzy dwoma punktami fali o tej samej fazie, czyli np. między dwoma kolejnymi szczytami lub dolinami. Częstotliwość fali równa jest ilości drgań, jakie wykonują punkty ośrodka w ciągu jednostki czasu (najczęściej 1s). Z innymi parametrami ruchu okresowego wiążą go następujące zależności: gdzie: f - częstotliwość, gdzie: λ - długość fali, v - prędkość rozchodzenia się fali.

23 Długość fali - jest to droga, jaką przebywa fala w czasie jednego pełnego drgnienia. Oznaczamy ją symbolem λ (lambda). Długość fali równa jest odległość pomiędzy jej sąsiednimi grzbietami lub dolinami, Szybkość fali Fala w danym ośrodku (jednorodnym) rozchodzi się z określoną stałą szybkością ruchem jednostajnym prostoliniowym. Wzory na długość fali: v - szybkość fali, λ = v ∙ T T - okres fali, λ = v : f λ – długość fali f - częstotliwość fali

24 Powierzchnia falowa to zbiór punktów (cząstek) ośrodka, zachowujących się identycznie i jednakowo odległych od źródła fali Najbardziej odległa od źródła powierzchnię falową stanowią tzw. czoło fali (zbiór punktów, do których w danej chwili dociera fala). Promień fali, powierzchnię falową i czoło fali obrazują poniższe rysunki:

25 Czy wiesz, że? Jeśli drgania źródła mają częstotliwość f, to z taką
samą częstotliwością drgają wszystkie punkty fali. Amplituda drgań źródła A zwykle maleje w miarę oddalania się od niego, ale w jego pobliżu zwykle zakłada się, że jej zmiany są niewielkie. Zmniejszanie się amplitudy następuje z dwóch powodów: tarcia towarzyszącego drganiom oraz rozkładaniu się drgań na coraz większą powierzchnię. Szybkość rozchodzenia się fali v zależy od jej rodzaju oraz od rodzaju ośrodka Np. prędkość dźwięku w powietrzu wynosi ok. 340 m/s, w wodzie m/s, zaś w stali m/s. Prędkość fali zależy też od temperatury ośrodka (rośnie z jej wzrostem) oraz od częstotliwości samej fali; tę ostatnią zależność nazywa się dyspersją.

26 RODZAJE FAL

27 Fala podłużna Kierunek drgań cząstek ośrodka jest w takiej fali zgodny z kierunkiem rozchodzenia się fali.

28 Fala poprzeczna Kierunek drgań cząsteczek jest prostopadły do kierunku rozchodzenia się fali.

29 Ze względu na kształt, fale dzielimy na:

30 Takie fale można zobaczyć na morzu.
PŁASKIE Takie fale można zobaczyć na morzu.

31 Fale na wodzie powstałe np. po wrzuceniu kamienia.
KOLISTE Fale na wodzie powstałe np. po wrzuceniu kamienia.

32 Fale rozchodzące się w powietrzu. Powstają podczas wybuchu.
KULISTE Fale rozchodzące się w powietrzu. Powstają podczas wybuchu.

33 ZJAWISKA, KTÓRYM ULEGAJĄ FALE

34 Odbicie fali Prawo odbicia:
Polega na zmianie kierunku rozchodzenia się fali na granicy dwóch ośrodków. Fala odbita pozostaje w ośrodku, w którym się rozchodzi. kąt padania = kątowi odbicia Prawo odbicia: Kąt padania fali jest równy kątowi odbicia tej fali; kąty te są zawarte pomiędzy normalną i odpowiednimi promieniami odbicia i padania.

35 Załamanie fali (inaczej refrakcja fali)
Polega na zmianie kierunku rozchodzenia się fali związanej ze zmianą jej prędkości, gdy przechodzi do innego ośrodka. Zmiana prędkości powoduje zmianę długości fali, a częstotliwość pozostaje stała.

36 Dyfrakcja (ugięcie fali)
Zjawisko dyfrakcji polega na zmianie kierunku rozchodzenia się fali wtedy gdy fala przechodzi przez szczelinę (otwór) lub napotka na swej drodze krawędź przeszkody. dyfrakcja na krawędzi dyfrakcja na szczelinie

37 Jeżeli wiązka fal przechodzi przez szczelinę lub omija obiekt, to zachodzi zjawisko ugięcia. Zgodnie z zasadą Huygensa fala rozchodzi się w ten sposób, że każdy punkt fali staje się nowym źródłem fali kulistej. Za przeszkodą fale nakładają się na siebie zgodnie z zasadą superpozycji. Przy spełnieniu pewnych warunków za przeszkodą pojawiają się obszary wzmocnienia i osłabienia rozchodzących się fal (interferencja).

38 Interferencja Jest to zjawisko powstawania nowego, przestrzennego układu fali w wyniku nakładania się (superpozycji) dwóch lub więcej fal. Zjawisko interferencji zachodzi podczas nakładania się fal tzw. spójnych, czyli fal o tych samych częstotliwościach, długościach, poruszających się z tymi sami prędkościami (identyczne fale) różniących się jedynie przebytą drogą (mające stałą różnicę faz). Interferencja fal spójnych daje stały przestrzennie rozkład amplitudy fali.

39 Czy wiesz, że? Wynikiem nałożenia fal spójnych jest wzmocnienie lub wygaszenie fal. Wzmocnienie obserwuje się gdy różnica dróg przebytych przez fale jest całkowitą wielokrotnością długości fali, czyli s2 - s1 = nl, gdzie n = 0, 1, 2, 3, 4, ... i oznacza numer wzmocnienia (rząd). Gdy różnica dróg przebytych przez fale jest nieparzystą wielokrotnością połówek długości fali, wtedy nastąpi wygaszenie fal. wzmocnienie wygaszenie

40 Szczególnym przypadkiem interferencji jest wynik nałożenia fali odbitej z falą padającą. Taka fala jest falą stojącą, której charakterystyczne miejsca tzw. węzły (wygaszenie) i strzałki (wzmocnienie) znajdują się w jednakowej odległości od siebie. • Węzły – punkty w fali stojącej o zerowej amplitudzie drgań. • Strzałki – miejsca w fali stojącej o maksymalnej amplitudzie.

41 Akustyka - dział fizyki badający teoretycznie i doświadczalnie zjawiska dźwiękowe, ultradźwiękowe i infradźwiękowe.

42 Czy wiesz, że? Akustyka jest najstarszą dziedziną fizyki, o czym świadczy znana nam na ten temat wiedza z około 3000 roku p.n.e. Jednak dopiero starożytni Grecy - między innymi Terpander (VII wiek p.n.e.), Pitagoras (VI wiek p.n.e.), Didymos (I wiek p.n.e.) - stworzyli systemy dźwiękowe. Dopiero wtedy zjawiska akustyczne zaczęto wykorzystywać przy opracowywaniu warunków dobrej słyszalności w amfiteatrach oraz tworzeniu instrumentów muzycznych.

43 Akustyka to termin oznaczający naukę o dźwięku, o tym jak jest odbierany.
Słowo akustyka wywodzi się z greckiego akoustikos (związany ze słyszeniem) i akouo (słyszeć). Źródłem dźwięku są ciała drgające, których energia jest dostateczna, aby wywołać w narządzie słuchu najsłabsze wrażenia słuchowe, np. kamerton lub widełki stroikowe struny głosowe struny instrumentów muzycznych drgająca membrana głośnika słup powietrza w instrumentach dętych

44 Fale dźwiękowe Fale dźwiękowe są falami podłużnymi, rozchodzącymi się w ośrodkach sprężystych. Ludzkie ucho rozpoznaje fale dźwiękowe o częstotliwości od około 20 Hz do około Hz (zakres ten zależy od indywidualnych cech i może się trochę różnić dla konkretnego człowieka).

45 Fale dźwiękowe ze względu na częstotliwość f dzielimy na:
infradźwięki - (f < 16 Hz) dźwięki słyszalne - (16 Hz < f < 20 kHz) ultradźwięki - (f > 20 kHz) hiperdźwięki - (f > 1 GHz)

46 Czy wiesz, że? Większość ludzi słyszy dźwięki o częstotliwości od 20Hz do 20000Hz. Zakres ten nazywamy zakresem słyszalności ucha ludzkiego. Dźwięki o większej częstotliwości nazywamy ultradźwiękami. Dźwięki te słyszą są słyszalne dla niektórych zwierząt. Psy można przywołać gwizdkiem ultradźwiękowym, nietoperze posługują się ultradźwiękami do orientacji w terenie, a delfiny porozumiewają się w tym zakresie dźwięków. Są też dźwięki o mniejszej częstotliwości, nazywamy je infradźwiękami. Źródłem Infradźwięków mogą być pracujące maszyny.

47 Cechy dźwięku: Wysokość dźwięku - zależy od częstotliwości; (im większa częstotliwość fali, tym wyższy dźwięk) Głośność dźwięku - zależy od natężenia; (jeśli rośnie natężenie fali, dźwięk jest głośniejszy, choć zależność między natężeniem a głośnością nie jest liniowa) Barwa dźwięku - zależy od składu widmowego fali akustycznej. Pozwala np. odróżniać dźwięki wytwarzane przez różne źródła.

48 Związek pomiędzy obiektywnymi (fizycznymi wielkościami) i subiektywnymi cechami dźwięku.
Obiektywne Subiektywne CZĘSTOTLIWOŚĆ WYSOKOŚĆ DŹWIĘKU NATĘŻENIE DŹWIĘKU GŁOŚNOŚĆ DŹWIĘKU WIDMO DŹWIĘKU BARWA DŹWIĘKU

49 Natężenie fali dźwiękowej
Ponieważ ucho zbiera tę energię tylko z obszaru jaki samo zajmuje, więc dla wrażenia głośności istotna jest energia padająca w jednostce czasu na jednostkę powierzchni – natężenie dźwięku. Natężenie dźwięku – miara energii fali akustycznej, której jednostką jest W/m². Jest ona równa średniej wartości strumienia energii akustycznej przepływającego w czasie 1 s przez jednostkowe pole powierzchni (1 m²) zorientowanej prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali.

50 Ciche dźwięki mają dużo mniej energii i wzbudzają mniejsze fale.
SKALA DECYBELOWA Głośne dźwięki to dźwięki mające dużą energię, wzbudzające duże fale; Ciche dźwięki mają dużo mniej energii i wzbudzają mniejsze fale. Ilość energii w dźwięku można zmierzyć, ale głośność mierzy się zwykle w belach lub raczej w dziesiątych częściach bela zwanych decybelami (dB). Skala decybelowa jest logarytmiczna, to znaczy dźwięk 2 dB jest dziesięć razy głośniejszy niż dźwięk 1dB, a dźwięk 20 dB jest sto razy głośniejszy.

51 Przykłady głośności niektórych dźwięków w skali decybelowej

52 PRĘDKOŚĆ DŹWIĘKU Prędkość dźwięku w określonym ośrodku jest prędkością rozchodzenia się w nim zaburzenia mechanicznego. W powietrzu, w temperaturze 15°C, prędkość rozchodzenia się dźwięku jest równa 340,3 m/s ≈ 1225 km/h. Prędkość ta zmienia się przy zmianie parametrów powietrza. Najważniejszym czynnikiem wpływającym na prędkość dźwięku jest temperatura, w niewielkim stopniu ma wpływ wilgotność powietrza; nie zauważa się, zgodnie z przewidywaniami modelu gazu idealnego, wpływu ciśnienia.

53 Prędkość rozchodzenia się dźwięku dla różnych ośrodków:
Rodzaj ośrodka Szybkość rozchodzenia się dźwięku powietrze 340 m/s rtęć 1500 m/s woda lód 3300 m/s beton 3800 m/s stal 5100 m/s aluminium 6300 m/s ołów 2100 m/s korek 500 m/s ebonit 2400 m/s szkło 6000 m/s

54 Prędkość dźwięku dla wybranych gazów

55 Jak słyszymy???

56 Jak słyszymy - droga fali dźwiękowej:
dźwięk jest zbierany przez małżowinę uszną, dźwięk wchodzi do kanału usznego, powietrze uderza w błonę bębenkową, kosteczki słuchowe przenoszą drgania do ślimaka, ze ślimaka przez nerw słuchowy informacja trafia do mózgu.

57 Anatomia ucha

58 Ucho zewnętrzne Ucho zewnętrzne wychwytuje fale dźwiękowe, wzmacnia je i kieruje na błonę bębenkową. Składa się z małżowiny usznej, przewodu słuchowego zewnętrznego i powierzchni zewnętrznej błony bębenkowej. Małżowina uszna – jest to fałd skórny rozpięty na elastycznym rusztowaniu z tkanki chrzęstnej. Jej kształt jest przystosowany do zbierania fal dźwiękowych i kierunkowania ich do przewodu słuchowego zewnętrznego. Przewód słuchowy zewnętrzny – kanał doprowadzający fale dźwiękowe do błony bębenkowej, o długości ok mm i średnicy ok. 7 mm. Jest on zbudowany z tkanki chrzęstnej oraz kostnej które dzielą kanał słuchowy zewnętrzny w stosunku 1:2. Na jego końcu znajduje się błona bębenkowa. Powierzchnia zewnętrzna błony bębenkowej.

59 Ucho wewnętrzne Ucho wewnętrzne - To najbardziej skomplikowany odcinek narządu słuchu. Składa się ono z przestrzeni wewnątrz kości czaszki, zwanych błędnikiem kostnym. W jego wnętrzu mieści się błędnik błoniasty wypełniony płynem. Część błędnika przylegającego do ucha środkowego to przedsionek. Łączą się z nim ślimak i kanały półkoliste. Kanały półkoliste służą do rejestrowania zmian położenia ciała. Są narządem zmysłu równowagi. Ucho wewnętrzne: ślimak trzy kanały półkoliste nerw słuchowy

60 Elementy odpowiedzialne za słuch:
Okienko owalne (przedsionka) – błona stykająca się bezpośrednio ze strzemiączkiem, ułatwiająca przejście drgań z ucha środkowego do wnętrza ślimaka. Drgania przechodzą do schodów przedsionka, czyli zewnętrznej komory ślimaka. Okienko okrągłe – błona nie stykająca się z zewnątrz z żadną z kostek, ale również mogąca przekazywać (nie wzmocnione) drgania do wnętrza ślimaka. Stanowi wyłom stykający się ze schodami ślimaka (środkowa komora ślimaka). Ślimak – najważniejsza część ucha wewnętrznego, z wyglądu przypominająca muszlę ślimaka. Jest to długi, zwężający się kanał kostny, zwinięty spiralnie i wypełniony w całości płynem, w którym zawieszone są otolity (kryształki CaCO3). W środku przedzielony jest dwoma błonami – błoną podstawową i błoną Reisnera (inaczej przedsionkową). Dzielą one ślimaka na trzy komory nazywane schodami przedsionka, ślimaka i bębenka. Wewnątrz schodów ślimaka znajduje się narząd Cortiego, który zamienia pobudzenia znajdujących się na nim rzęsek w impulsy nerwowe. Zniszczenie narządu Cortiego powoduje całkowitą głuchotę.

61 Głos ludzki Wibracje wytwarzane przez struny głosowe człowieka (dźwięki o określonej częstotliwości). Fałdy głosowe w połączeniu z m.in. zębami, językiem i ustami mogą wytworzyć szerokie spektrum dźwięków, umożliwiając całkowitą zmianę znaczenia wypowiedzi poprzez manipulację tonu lub akcentowanie pojedynczych części.

62 Ton głosu Ton głosu może sugerować, że wypowiedź jest pytaniem, nawet jeśli nie wynika to z formy gramatycznej oraz zdradzać uczucia, takie jak gniew, szczęście, smutek. Ton głosu może oznaczać, w jakim stopniu mówiącemu na czymś zależy, jak jest do czegoś nastawiony. Na przykład, słowa "przykro mi" zależnie od tonu może oznaczać zarówno skruchę lub żal, jak ironię czy obojętność. Pojmowany jako instrument muzyczny, ludzki aparat głosowy jest uważany za najdoskonalszy instrument dęty.

63 Rodzaje głosu ludzkiego
Rodzajami ludzkiego głosu są (w kolejności, w grupie żeńskiej i męskiej odrębnie, od głosów o skali w najwyższym rejestrze do najniższego rejestru): dla głosów kobiecych: sopran mezzosopran alt dla głosów męskich: kontratenor tenor baryton bas

64 Aparat mowy W budowie aparatu mowy można wyróżnić trzy grupy narządów:
aparat oddechowy – płuca, przeponę, tchawicę i oskrzela, płuca dostarczają (w większości przypadków) niezbędnego materiału do tworzenia dźwięków; aparat fonacyjny - zasadniczą część stanowi krtań, zbudowana z chrząstek i mięśni; aparat artykulacyjny - składa się z narządów, które modyfikują strumień powietrza i obejmuje wszystkie narządy jam przewodu oddechowego znajdujące się ponad nagłośnią (wejściem do krtani), trzy jamy ponad krtaniowe – jamę nosową, jamę gardłową i jamę ustna – określa się mianem tzw. nasady.

65

66 Głos jako zjawisko akustyczne oraz efekt skoordynowanych czynności psychofizjologicznych, posiada kilka specyficznych właściwości. Są to: wysokość głośność natężenie barwa czas trwania

67 Wysokość głosu To wrażenie słuchowe, które wiąże się z częstotliwością wydobywanego dźwięku. Wysokość dźwięku zależy od: najniższego tonu składowego, czyli tonu podstawowego ilości drgań na sekundę (częstotliwości drgań) budowy krtani kształtu więzadeł głosowych w czasie tworzenia dźwięku i ich napięcia

68 Zakres częstotliwości podstawowej w fonacji, to jest zakres skali głosu, wynosi przeciętnie:
u kobiet: od 130 do 1000 Hz (c-c3) u mężczyzn: od 65 do 500 Hz (C-c2) Natomiast częstość wibracji więzadeł głosowych w czasie mowy, określająca średnie położenie głosu wynosi: u kobiet: od 200 do 260 Hz (g-c1) u mężczyzn: od 100 do 130 Hz (G-c)

69 Głośność Siła dźwięku jaka odpowiada wrażeniom odbieranym przez narząd słuchu człowieka. Zależy ona od amplitudy drgań i umiejętności wykorzystania rezonatorów. Fon jest jednostką określająca głośność. Nie wszystkie dźwięki o tym samym poziomie głośności są jednakowo dobrze słyszane. Człowiek o zdrowym narządzie słuchu odbiera dźwięki o natężeniu od 0 do 120 dB, w zakresie częstotliwości od 16Hz do Hz. Wartości te wyznaczają tzw. obszar słyszalności. Dźwięki poniżej tego obszaru są zbyt ciche, aby mogły być usłyszane. Natomiast dźwięki powyżej niego są tak głośne, że powodują ból narządu słuchu. Najlepiej słyszalne są dla ludzkiego ucha dźwięki znajdujące się w zakresie mowy ludzkiej (ok Hz, to zakres największej wrażliwości słuchu).

70 Natężenie głosu Siła lub dynamika dźwięku, a więc moc fali, jaka przypada na jednostkę powierzchni. Inaczej- ilość energii akustycznej przepływającej w jednostce czasu przez jednostkę powierzchni. Im większa powierzchnia tym mniejsze będzie natężenie głosu. Natężenie głosu mierzone jest w decybelach i uzależnione jest od amplitudy drgań strun głosowych oraz związanej z tym amplitudy fali głosowej. Jest to uwarunkowane ciśnieniem powietrza pod zwartymi strunami głosowymi .Im większa siła parcia powietrza pod zwartymi strunami głosowymi, tym większa siła wydobytego dźwięku. Wrażliwość ucha ludzkiego na częstotliwość drgań nie jest jednakowa. Im niższy dźwięk , tym jego natężenie musi być większe, by został usłyszany.

71 Barwa głosu Jest właściwością dzięki której możemy odróżniać głosy poszczególnych osób. Barwa decyduje o indywidualnym brzmieniu głosu każdego człowieka. Zależy od wysokości oraz ilości i natężenia słyszalnych tonów składowych tworzących dźwięk. Narząd słuchu nie rejestruje wszystkich tonów składowych- tylko te, które mieszczą się w granicach słyszalności. O zabarwieniu głosu decyduje również kształt i wielkość komór rezonacyjnych, które mają zdolność wzmacniania i osłabiania tonów składowych tworzących dźwięk.

72 Czas trwania To cecha określająca czas trwania fali wydechowej i drgań strun głosowych. Właściwość ta mierzona jest w sekundach. Szybkość rozchodzenia się dźwięku w powietrzu o temperaturze 0 stopni Celsjusza wynosi ok. 330 m/s.

73 Ciekawostka Krtań zaczyna się formować w 32 dniu życia płodowego. Kiedy przychodzimy na świat, jesteśmy wyposażeni we wszystko, co jest nam potrzebne do perfekcyjnego używania swojego głosu. Z chwilą wydania pierwszego krzyku rozpoczyna się nasze głosowe funkcjonowanie, które rozwija się początkowo na bazie naturalnych odruchów. Z chwilą urodzenia krtań nie przestaje się rozwijać. Z wiekiem będzie się powiększać i zmieniać swoje położenie. Zmiany - zachodzące nie tylko w narządzie głosowym, ale i w całym organizmie - powodują, że zmienia się zakres wydobywanych dźwięków i możliwości głosu.  

74 Krtań

75 Ciekawostka Mutacja to przemiana krtani w dojrzały narząd. Zachodzi pod wpływem zmian hormonalnych, w okresie dojrzewania płciowego. W wyniku przemian zachodzących w budowie narządu głosowego, zmienia się brzmienie głosu. Mutacja występuje w głosach żeńskich i męskich – u mężczyzn, ze względu na większą intensywność zmian, jest ona bardziej zauważalna. W przebiegu mutacji można wyróżnić trzy etapy: etap przed mutacyjny, okres właściwej mutacji oraz etap po mutacyjny.

76 Dudnienie Dudnienie – okresowe zmiany amplitudy drgania wypadkowego powstałego ze złożenia dwóch drgań o zbliżonych częstotliwościach. Dudnienia obserwuje się dla wszystkich rodzajów drgań, w tym i wywołanych falami. . Przykładowy przebieg dudnienia

77 Efekt Dopplera Efekt Dopplera to zmiana częstotliwości oraz długości fali zarejestrowana przez obserwatora, który porusza się względem źródła fali. Naukowe badanie efektu po raz pierwszy przeprowadził Christian Andreas Doppler w 1845 roku. Poprosił on grupę muzyków, aby wsiedli do pociągu i grali jeden ton. Słuchał go i zaobserwował, że dźwięk instrumentów staje się wyższy, kiedy pociąg zbliża się do niego. Gdy źródło muzyki się oddala, jego ton staje się niższy. Zmiana wysokości dźwięku była dokładnie taka, jak wyliczył uprzednio Doppler. Aby zrozumieć efekt Dopplera trzeba zdać sobie sprawę, że dźwięk nie staje się ani wyższy ani niższy. Źródło fali wysyła kolejne fale, co pewien okres. Jeżeli nie porusza się odległość między tymi falami ma pewną stałą wartość. Gdy źródło poruszy się podczas wysyłania fali, odległość się zmieni, co da się usłyszeć jako zmianę wysokości dźwięku.

78 Diagnostyka medyczna Ultrasonografia, USG – nieinwazyjna metoda diagnostyczna, pozwalająca na uzyskanie obrazu przekroju badanego obiektu. Metoda ta wykorzystuje zjawisko rozchodzenia się, rozpraszania oraz odbicia fali ultradźwiękowej na granicy ośrodków, przy założeniu stałej prędkości fali w różnych tkankach równej 1540 m/s. W ultrasonografii medycznej wykorzystywane są częstotliwości z zakresu ok. 2-50 MHz. Fala ultradźwiękowa najczęściej generowana jest oraz przetwarzana w impulsy elektryczne przy użyciu zjawiska piezoelektrycznego. Pierwsze doświadczenia nad wykorzystaniem ultrasonografii w diagnostyce prowadzone były w trakcie i zaraz po II wojnie światowej, a ultrasonografy wprowadzone zostały do szpitali na przełomie lat 60. i 70. XX wieku (jednym z pierwszych klinicznych zastosowań była diagnostyka płodu).

79 Pomiar prędkości krwi w tętnicy szyjnej wspólnej
Jednym z bardzo popularnych obecnie zastosowań ultrasonografii jest USG naczyń krwionośnych z wykorzystaniem zjawiska Dopplera. USG dopplerowskie pozwala na ocenę prędkości oraz kierunku przepływu krwi w naczyniach. Jako metoda całkowicie nieinwazyjna jest obecnie najpopularniejszym typem badania naczyń pozwalającym na dokładną ocenę zmian w zdecydowanej większości przypadków. Metoda wykorzystywana jest np w skleroterapii. Pomiar prędkości krwi w tętnicy szyjnej wspólnej

80 Strojenie instrumentów
Strojenie instrumentów polega takim ustawieniu ich akustyki, że po zagraniu określonego dźwięku będzie miał on wysokość zgodną z wysokością wzorca. Oznacza to, przy graniu określonej nuty wydobyty dźwięk będzie miał ten sam ton podstawowy co wzorzec. Jak z tego wynika, prawidłowo nastrojony instrument wydaje dźwięki (oczywiście wpływ na to ma również wykonawca), których tony podstawowe mają ściśle określone częstotliwości.

81 Sala koncertowa: projektowanie akustyczne
Projekt doskonałej sali koncertowej przeznaczonej do koncertów muzyki symfonicznej zależy nie tylko od zapewnienia wyśmienitej akustyki widowni, ale również odpowiedniego zaplanowania i skoordynowania budynku. Celem tego procesu jest uzyskanie wysokiej "sprawności" akustycznej całego obiektu. Wiąże się to z uwzględnieniem takich zagadnień, jak: zewnętrzne, przenoszone przez grunt, wibracje; zewnętrzne źródła hałasu; zewnętrzna i wewnętrzna izolacja przeciwdźwiękowa; hałas emitowany przez urządzenia mechaniczne oraz planowanie przestrzenne budynku.

82 W starożytności przedstawienia wystawiane były w odpowienio ukształtowanym i zabudowanym, otwartym terenie. Dawne amfiteatry składały się jedynie ze sceny i widowni. W średniowieczu nie wznoszono budynków teatralnych - widowiska organizowano najpierw we wnętrzach kościołów, a później na podiach i estradach ustawianych na miejskich ulicach i placach. Pierwsze stałe budowle teatralne powstały pod koniec szesnastego wieku w Anglii (między innymi teatr Globe w Londynie, ). Nieustannie modyfikowano je, aby osiągnąć rozplanowanie sali zapewniające widzom jak najlepsze warunki odbioru widowiska.

83 Wnętrze teatru Sadler's Wells w Londynie
ANALIZA KIEROWANIA SIĘ DŹWIĘKU Wnętrze teatru Sadler's Wells w Londynie

84 Ekrany akustyczne Ekran akustyczny lub dźwiękochłonny jest to naturalna lub sztuczna przeszkoda, ustawiona na drodze między źródłem hałasu, a punktem obserwacji, za przeszkodą powstaje obszar o zmniejszonym natężeniu dźwięku zwany cieniem akustycznym. Obszar cienia wyznacza się metodami identycznymi jak obszar cienia w optyce, obszar ten jest jednak znacznie ograniczony dla fal dźwiękowych o dużej długości ze względu na ich dyfrakcję. Swoją użyteczność ekrany zawdzięczają dwóm podstawowym parametrom fizycznym - izolacyjności akustycznej oraz współczynnikowi pochłaniania dźwięku. Pierwszy z nich odpowiedzialny jest za ilość energii akustycznej jaka przedostanie się przez sam ekran do strefy przez niego chronionej, a drugi parametr za ilość energii fali dźwiękowej jaka zostanie odbita ponownie w stronę źródła dźwięku. Aby skuteczność ekranów akustycznych była wysoka oba parametry powinny być jak najwyższe, tzn. ilość energii fali akustycznej odbitej oraz przedostającej się przez warstwę ekranu powinna być jak najmniejsza. Jakkolwiek przy projektowaniu ekranu bierze się pod uwagę głównie jego wysokość, długość oraz usytuowanie względem źródła hałasu (np. względem jezdni tak aby utworzyć odpowiednio rozległy cień akustyczny), to szczególnie istotną kwestią jest również materiał z jakiego ekran został wykonany oraz struktura jego powierzchni, ograniczająca odbicia dźwięku.

85 Drogowe ekrany akustyczne wykonuje się z przezroczystych lub półprzezroczystych płyt szklanych, głównie z poliwęglanu lub szkła akrylowego (ich działanie polega zwykle na odbijaniu fali dźwiękowej) oraz z materiałów odbijająco - pochłaniających, takich jak np. beton, drewno, różne odmiany trocinobetonu, keramzytobetonu itp., z ceramiki, wreszcie ze specjalnych kaset akustycznych wypełnionych wełną mineralną umieszczoną między siatkami stalowymi (tzw. zielona ściana), wewnątrz perforowanej blachy lub panelu PCV. Tego typu ekrany akustyczne dzięki różnorodnym konstrukcjom umożliwiają rozrost i utrzymanie roślin płożących. Buduje się również tzw. ekrany zielone, a więc nasypy ziemne obsadzone roślinnością. Drogowe ekrany akustyczne mogą występować w formie ściany, korytarza lub nawet tunelu

86

87 Liczba macha Liczba Macha, (M) – stosunek prędkości przepływu płynu w danym miejscu do prędkości dźwięku w tym płynie w tym samym gdzie: v – prędkość przepływu lub obiektu a – prędkość dźwięku w płynie w danym miejscu lub – odpowiednio – w nieskończoności.

88 Bariera dźwięku Bariera dźwięku – potoczne określenie dotyczące zjawisk, które zachodzą w zakresie prędkości lotu bliskich prędkości dźwięku. Przy prędkości dokładnie równej prędkości dźwięku nie dzieje się nic nadzwyczajnego.

89 Przekraczanie bariery dźwięku
Przekroczenie prędkości dźwięku jest kłopotliwe. Towarzyszy temu wyraźny wzrost oporu ruchu, nazywany barierą dźwięku. Samolot poruszający się z prędkością ponaddźwiękową wytwarza grom dźwiękowy, potężną falę uderzeniową. Może powstać zjawisko obłoku Prandtla-Glauerta. Obłok Prandtla-Glauerta – obłok skroplonej pary wodnej powstający podczas lotu statku powietrznego z prędkością bliską prędkości dźwięku.

90 Jakie muszą być samoloty żeby przekroczyły barierę dźwięku?
Samolot nazywamy ponaddźwiękowym, jeżeli jest w stanie praktycznie przekroczyć prędkość dźwięku wynoszącą 1 Mach  Samoloty ponaddźwiękowe zwykle wyraźnie różnią się konstrukcją od samolotów poddźwiękowych. Rzuca się w oczy profil skrzydeł, które w samolotach naddźwiękowych są pod dużym kątem w stosunku do kadłuba i mają stosunkowo mniejszą siłę nośną.

91 Pierwszy samolot, który przekroczył barierę dźwięku
Pierwszym samolotem zdolnym do przekroczenia prędkości dźwięku, choć dalekim od doskonałości w przystosowaniu do takich lotów, był Bell X-1, a barierę dźwięku przekroczył 14 października 1947 r.

92 Doświadczenie 1

93 Potrzebne przedmioty i przyrządy:
Cel doświadczenia: Badanie wpływu długości wahadła oraz jego masy na okres i częstotliwość drgań. Badanie wpływu długości wahadła oraz jego masy na okres i częstotliwość drgań. Potrzebne przedmioty i przyrządy: statyw nitka kulka stoper miara waga 3 sześciany o różnych masach

94 Kolejne czynności: Na statywie wieszamy wahadło.
Mierzymy długości nici. Wprawiamy w ruch drgający wahadło i mierzymy czas 10 pełnych drgnięć - czynność powtarzamy 3-krotnie i wyznaczamy średni czas 10 drgnięć. Obliczamy okres drgań dzieląc średni czas przez 10. Skracamy o połowę długość wahadła i powtarzamy czynności zawarte w punktach 3 i 4.

95 Wyniki pomiarów: Długość wahadła Zmierzony czas t1 [s]
Przybliżony czas t [s] Okres= T= t/10 [s] Częstotliwość f= 1/T [Hz] 30 11,4 11,53 11,78 11,57 1,16 0,86 15 8,62 8,5 8,47 8,53

96 Wyznaczamy okresy drgań trzech sześcianów o różnych masach zawieszonych na niciach o tej samej długości. Wyniki pomiarów: Lp. Masa w gramach Zmierzony czas t [s] Okres: T= t /10 1. 90 10,44 1,04 2. 255 10,41 3. 274 10,40

97 Obserwacje: WNIOSKI: 1. Wahadło na krótkiej nici drga szybciej!
2. Wahadła o różnych masach drgają w tym samym tempie! WNIOSKI: 1. Długość nici ma wpływ na częstotliwość i okres drgań wahadła. Im dłuższa nić tym większy okres drgań, ale mniejsza częstotliwość. 2. Masa klocka nie ma wpływu na okres drgań.

98 Doświadczenie 2

99 Cel doświadczenia: Potrzebne przyrządy: 2 statywy
Celem naszego doświadczenie było zbadanie zjawiska rezonansu mechanicznego. Potrzebne przyrządy: 2 statywy 4 jednakowe obciążniki sznurek miara nożyczki

100 Kolejne czynności Do statywów przywiązujemy sznurek (poziomo) i napinamy go. Ze sznurka i obciążników budujemy 4 wahadła: dwa dłuższe i dwa krótsze. Wahadła zawieszamy na napiętym sznurku na przemian (dłuższe, krótsze, dłuższe, krótsze). Wprawiamy w ruch wahadło dłuższe i obserwujemy pozostałe wahadła. Wprawiamy w ruch wahadło krótsze i obserwujemy pozostałe wahadła.

101 Obserwacje Wprawiając w ruch wahadło dłuższe obserwujemy po chwili drganie wahadła o tej samej długości. Pobudzając do drgań wahadło krótsze obserwujemy drgania drugiego wahadła o tej samej długości. WNIOSKI: Ciała o takiej samej częstotliwości własnej wprawiają się wzajemnie w ruch drgający. Zjawisko to nazywamy ZJAWISKIEM REZONANSU MECHANICZNEGO!

102 Doświadczenie 3

103 Potrzebne przedmioty:
Cel doświadczenia: Wykorzystując zestaw CoachLab II postanowiliśmy zobaczyć dźwięk. Potrzebne przedmioty: Wykorzystaliśmy: konsole CoachLab II, czujnik dźwięku o zakresie od -45 do 45 P kamerton struny głosowe komputer z oprogramowaniem

104 Kolejne czynności: Konsole CoachLab II+ podłączamy do komputera a następnie do niej czujnik dźwięku. Otwieramy ćwiczenie „Zobaczyć dźwięk: za pomocą programu Coach. Ustawiamy parametry pomiaru, czujnik przybliżamy do kamertonu który wprawiamy w drgania a następnie uruchamiamy pomiar. Podobnie wykonujemy dla badanej samogłoski „a”.

105 wyniki doświadczenia Przy wykorzystaniu zestawu COACH oraz czujnika uzyskujemy na ekranie wykres zależności lokalnych zmian ciśnienia od czasu dla kamertonu o częstotliwości 440 Hz:

106 wyniki Wykorzystując funkcje programu otrzymujemy interesujące nas wyniki: Transformata Fouriera

107 Dla samogłoski „A” Transformata Fouriera

108 WniosKI Różne instrumenty muzyczne mają różną wysokość dźwięku i barwę. Głośność zależy od amplitudy drgań powietrza, w którym rozchodzi się dźwięk. Zasłanianie części otwartej kamertonu z pudłem rezonansowym zmniejsza natężenie dźwięku. Kamerton bez pudła rezonansowego wprawiony w drgania jest praktycznie niesłyszalny,

109 Doświadczenie 4

110 Potrzebne przedmioty:
Cel doświadczenia: Budujemy instrumenty muzyczne – gumowa gitara. Potrzebne przedmioty: czterokątne pudełko gumki recepturki 2 ołówki

111 Kolejne czynności: 1. Gumki załóż na dłuższe boki pudełka w odległości 1 cm od siebie. 2. Szarpnij za gumki i zwróć uwagę na wydawane dźwięki. 3. Pod gumkami wsuwamy ołówki i ponownie szarpiemy gumkami.

112 Obserwacje: Odnosimy wrażenie, że dźwięki są znacznie wyraźniejsze, gdy pod gumkami są ołówki. WNIOSEK: Ołówki tak podnoszą gumki, że poprawia się ich wibracja, której teraz nie zakłóca już ocieranie o brzegi pudełka. Wszystkie instrumenty strunowe posiadają płytę rezonansową, w której wibruje powietrze i dzięki której wzmacnia się dźwięki.

113 Doświadczenie 5

114 Cel doświadczenia: Sprawdzenie, czy za pomocą nitki można przekazać dźwięk. Potrzebne przyrządy i przedmioty: 2 plastikowe kubki igła nitka

115 Kolejne czynności: W plastikowych kubkach robimy igłą dziurę w denkach. Przez otworki w kubkach przewlekamy nitkę. Kubki oddalamy od siebie tak, aby nie dotykały żadnej przeszkody. Przykładamy kubek do ucha. Mówimy coś do kubka.

116 Obserwacje: Pomimo odległości jaka dzieli rozmówcę od słuchacza, słychać, co mówi jedna osoba do drugiej. Wniosek: Za pomocą nitki można przekazać dźwięk.

117 Doświadczenie 6

118 Przyrządy: 2 kamertony (440Hz), młotek Opis doświadczenia: Dwa kamertony na pudełkach rezonansowych ustawiliśmy w odległości kilkudziesięciu centymetrów, tak aby otwory rezonatorów skierowane były do siebie. Uderzyliśmy młoteczkiem w jeden z nich, a po chwili wyciszyliśmy go dotykając ręką i obserwowaliśmy zachowanie drugiego. Drgania pierwszego wywoływały drgania u drugiego Wniosek: Zaszło zjawisko rezonansu, ponieważ drgania zostały przekazane przez jedno ciało drgające drugiemu ciału.

119 Doświadczenie 7

120 Dzwon z łyżki Cel doświadczenia: MATERIAŁY:
Pokazanie, jak można słyszeć różne dźwięki, wydawane przez ten sam przedmiot. MATERIAŁY: metalowa łyżka mocna nić długości 1 m

121 CZYNNOŚCI: W środku nici przygotuj pętlę i zaciśnij ją wokół łyżki.
Nawiń końce nici na palce wskazujące. Staraj się, by obie części nici były jednakowej długości. Uderz łyżką o stół i wsłuchaj się w dźwięk. Włóż koniuszki palców wskazujących do uszu. Przechyl się nieco do przodu i uderz łyżką o stół. Wsłuchaj się w dźwięk i porównaj go z dźwiękiem z pierwszej próby.

122 WYNIK: Słychać dźwięki przypominające dzwony kościelne
WYNIK: Słychać dźwięki przypominające dzwony kościelne. W pierwszej próbie były słabiej słyszalne. W drugiej próbie słyszalne dźwięki były bogatsze: zawierały, prócz wyraźnego niskiego tonu, także tony znacznie wyższe. Dlaczego tak się dzieje? Uderzona łyżka drga i przekazuje te drgania tak powietrzu, jak i nici. W pierwszej próbie słyszysz dźwięk przenoszony przez powietrze, w drugiej zaś głównie przez nic i palce. Powietrze roznosi energie drgań we wszystkich możliwych kierunkach, tak wiec do twoich uszu trafia niewielka jej część. Nić i palce przenoszą energię drgań wyłącznie do twoich uszu (podobnie przenosi światło światłowód). W uderzonej łyżce zostaje wzbudzonych kilka drgań naraz. Normalnie słyszymy najniższy ton, te wyższe są znacznie gorzej przenoszone przez powietrze. Inaczej jest, gdy dźwięk przekazujemy nicią i palcami – wyższe tony nie zostają wytłumione i są słyszalne razem z tonem najniższym.

123 Doświadczenie 8

124 Muzyka ze strun Cel doświadczenia: Materiały:
Pokazanie wpływu niektórych czynników na wysokość dźwięku wydawanego przez instrument strunowy. Materiały: dwie butelki kamienie do wypełnienia butelek dwa ołówki mocna nić nożyczki stół

125 Czynności: Z nici utnij kawałek o długości dwukrotnie większej niż szerokość stołu. Przerzuć nić przez stół i do obydwu jej końców przymocuj wiaderka, tak by swobodnie zwisały nad podłogą. Podłóż ołówki pod nić przy brzegach stołu i zaznacz ich położenie. Wypełnij wiaderka do połowy kamieniami. Palcami szarpnij nić w jej środku. Zbliż ołówki jeden do drugiego, zaznacz ich nowe położenie i ponownie szarpnij nić. Dopełnij wiaderka kamieniami, umieść ołówki w poprzednim położeniu i szarpnij nić. Zbliż ołówki jak poprzednio i raz jeszcze szarpnij nić.

126

127 Wynik: Zarówno dodanie kamieni do wiaderek, jak i zmniejszenie odległości pomiędzy ołówkami sprawiają, że szarpnięta nić wydaje wyższy dźwięk. Dlaczego tak się dzieje? Wysokość dźwięku wydawanego przez drgającą strunę jest określona przez częstotliwość jej drgań. Częstotliwość drgań struny można zmieniać, regulując jej długość oraz naprężenie. W twoim doświadczeniu długość drgającej części nici regulowana była przez zbliżanie i oddalanie ołówków. Im krótsza była ta część, tym wyższy wydawała dźwięk. Podobnie jest ze struną gitarową: trzymana lewa ręka na kolejnych progach wydaje coraz wyższe dźwięki. Z kolei naprężenie nici zależało od obciążenia wiaderek.

128 Doświadczenie 9

129 Śpiewający kieliszek Cel doświadczenia: Materiały:
Pokazanie, że za pomocą tarcia można wzbudzić drgania w szkle. Materiały: szklany kieliszek z wysoką nóżką płyn do mycia naczyń duża salaterka ocet mała płytka miseczka

130 Czynności: Przygotuj w salaterce ciepły roztwór wodny płynu do mycia naczyń. Wymyj w nim kieliszek i ręce. Postaw kieliszek na stole. Nalej odrobinę octu na dno miseczki. Palcami jednej ręki przyciskaj stopkę kieliszka do stołu. Zamocz w occie palec wskazujący drugiej ręki i wódź nim w kole, delikatnie trąc brzeg kieliszka.

131

132 Wynik: Kieliszek zaczyna „śpiewać”, gdy pocierasz jego brzeg
Wynik: Kieliszek zaczyna „śpiewać”, gdy pocierasz jego brzeg. Dlaczego tak się dzieje? Wymycie kieliszka i rąk usunęło z nich resztki tłuszczu, eliminując zjawisko smarowania. Ocet także rozpuszcza tłuszcz i zwiększa tarcie pomiędzy palcem a szkłem. Palec twój raz zahacza o szkło, raz się zaś ześlizguje. Ten nieregularny kontakt palca ze szkłem jest jak seria drobnych uderzeń, wprawiających szkło w drgania (podobnie smyczek wprawia w drgania struny skrzypiec). Drgania szkła docierają do twoich uszu przez warstwę powietrza. Wysokość słyszanego dźwięku zależy od rozmiarów kieliszka i otworu oraz od ilości cieczy w kieliszku.

133 DRGANIA I FALE Zadania

134 Zad.1 W jakim czasie dźwięk pokona w powietrzu odległość 1 km (przyjmij prędkość dźwięku 340 m/s)? Rozwiązanie: Dane: V = 340m/s Szukane: t=? Wzór: t=v/s Obliczenia: t= 1000:340=2,94s Odp. Odległość 1 km dźwięk pokona w ciągu 2,94 s

135 Zad. 2 Odważnik wykonuje niegasnące drgania między punktami C i B
Zad.2 Odważnik wykonuje niegasnące drgania między punktami C i B. Odległość między tymi punktami równą 16 cm pokonuje w ciągu 1,5 s. Podaj amplitudę, okres i częstotliwość drgań tego odważnika.

136 Rozwiązanie: Dane: Odległość między punktami B i C (2 A) - 16 cm
Czas potrzebny na przebycie tej drogi - 1,5 s Szukane: Amplituda, okres częstotliwość Wzór: f = 1/T Obliczenia: A =16:2= 8cm Na pokonanie połowy drogi odważnik potrzebuje 1,5s , czyli pełne drgnięcie trwa 3 s, więc T = 3 s, f = 1/3Hz Odp. A = 8 cm, T = 3 s, f = 1/3Hz

137 Zad.3 Wykres przedstawia zależność wychylenia od czasu dla odważnika drgającego na sprężynie. Odczytaj z wykresu amplitudę, okres drgań i oblicz częstotliwość drgań. Amplitudę i okres drgań odczytujemy z wykresu a częstotliwość obliczamy ze wzoru f = 1/T Odp. A = 4 cm. T = 8 s f = 1/8 Hz

138 Bibliografia : „Fizyka i astronomia dla gimnazjum – moduł 1”, Francuz – Ornat G., Kulawik T., Nowotny – Różańska M., Nowa Era, Warszawa, 2006 „Matematyka 2001” podręcznik dla trzeciej gimnazjum, wyd. WSiP, Warszawa, 2011 „Spotkanie z fizyką 4” podręcznik dla gimnazjum, Nowa Era, Warszawa, 2011 „Zrozumieć świat” podręcznik do fizyki dla gimnazjum, część 1 i 2, pod redakcją Sagnowskiej B., ZamKor, Kraków, 2005 „101 ciekawych doświadczeń. Fizyka dla każdego dziecka”, Janice VanCleave, WSiP, Warszawa 1994

139