Äänen nopeus pitkässä tangossa



Samankaltaiset tiedostot
LUKION FYSIIKKAKILPAILU avoimen sarjan vast AVOIN SARJA

Intensiteettitaso ja Doplerin ilmiö

RATKAISUT: 8. Momentti ja tasapaino

BH60A0900 Ympäristömittaukset

RATKAISUT: 7. Gravitaatiovoima ja heittoliike

MP069 alueen sähköteknisten reunaehtojen laskeminen.

12. laskuharjoituskierros, vko 16, ratkaisut

POSITIIVISEN LINSSIN POLTTOVÄLI

b) Laskiessani suksilla mäkeä alas ja hypätessäni laiturilta järveen painovoima tekee työtä minulle.

RATKAISUT: Kertaustehtäviä

RATKAISUT: 3. Voimakuvio ja liikeyhtälö

KUINKA PALJON VAROISTA OSAKKEISIIN? Mika Vaihekoski, professori. Lappeenrannan teknillinen yliopisto

Valon diffraktio yhdessä ja kahdessa raossa

PD-säädin PID PID-säädin

S Piirianalyysi 2 Tentti

4.3 Liikemäärän säilyminen

Fy07 Koe Kuopion Lyseon lukio (KK) 1 / 5

12. ARKISIA SOVELLUKSIA

Kertaustehtäviä. Luku 1. Physica 3 Opettajan OPAS

HY / Matematiikan ja tilastotieteen laitos Tilastollinen päättely II, kevät 2017 Harjoitus 4 Ratkaisuehdotuksia. Tehtäväsarja I

Physica 9 1. painos 1(8) 20. Varattu hiukkanen sähkö- ja magneettikentässä

7. Pyörivät sähkökoneet

SEISOVA AALTOLIIKE 1. TEORIAA

1. Oheinen kuvio esittää kolmen pyöräilijän A, B ja C paikkaa ajan funktiona.

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2010

Metallikuulan vieriminen kaltevalla tasolla

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2004

Esimerkki - Näkymätön kuu

S Piirianalyysi 2 Tentti

S Piirianalyysi 2 Tentti

Viikkotehtävät IV, ratkaisut

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

SMG-4200 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto Harjoituksen 1 ratkaisuehdotukset

S Piirianalyysi 2 2. välikoe

X 2 = k 21X 1 + U 2 s + k 02 + k 12. (s + k 02 + k 12 )U 1 + k 12 U 2. s 2 + (k 01 + k 21 + k 02 + k 12 ) s + k

Tilastotieteen jatkokurssi 8. laskuharjoitusten ratkaisuehdotukset (viikot 13 ja 14)

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku. Tilastolliset testit. Avainsanat:

Luottamusmiehen / -valtuutetun valinta, asema ja oikeudet

Kuva 22: Fraktaalinen kukkakaali. pituus on siis 4 AB. On selvää, että käyrän pituus kasvaa n:n kasvaessa,

Kertausosa. 2. Kuvaan merkityt kulmat ovat samankohtaisia kulmia. Koska suorat s ja t ovat yhdensuuntaisia, kulmat ovat yhtä suuria.

Lämpöoppia. Haarto & Karhunen.

Fysiikkakilpailu , avoimen sarjan vastaukset AVOIN SARJA

Luku 16 Markkinatasapaino

LUKION FYSIIKKAKILPAILU perussarjan vastaukset PERUSSARJA

METSÄSTYSPUHELIMET.

METSÄNTUTKIMUSLAITOS. tutkimusosasto. Metsäteknologian WÄRTSILA. Kenttäkoe. Tutkimusselostus

Kahdeksansolmuinen levyelementti

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Kahdeksansolmuinen levyelementti

K Ä Y T T Ö S U U N N I T E L M A Y H D Y S K U N T A L A U T A K U N T A

MATEMATIIKKAKILPAILU

S Fysiikka III (Est) Tentti

RATKAISUT: 17. Tasavirtapiirit

Vinkkejä opettajille ja odotetut tulokset SIVU 1

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2002

1 Kappaleet ympärillämme 1.

1 LAMMIMUURIN RAKENNE JA OMINAISUUDET 2 2 KÄYTTÖKOHTEET 2 3 MUURITYYPIT 2 4 LASKENTAOTAKSUMAT Materiaalien ominaisuudet Maanpaine 3 4.

LUKION FYSIIKKAKILPAILU , ratkaisut PERUSSARJA

Satakunnan ammattikorkeakoulu. Harri Nuora SULJETTUJEN PUTKIVERKOSTOJEN MITOITUSPERUSTEIDEN TARKASTELU

6.1 LTY Juha Pyrhönen

Fysiikan laboratoriotyöt 1, työ nro: 2, Harmoninen värähtelijä

LIITE 1 VIRHEEN ARVIOINNISTA

Kappaleiden tilavuus. Suorakulmainensärmiö.

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku A

2.5 Liikeyhtälö F 3 F 1 F 2

Torsioheiluri IIT13S1. Selostuksen laatija: Eerik Kuoppala. Ryhmä B3: Eerik Kuoppala G9024 Petteri Viitanen G8473

YLEINEN AALTOLIIKEOPPI

Kuva 1: Etäisestä myrskystä tulee 100 metrisiä sekä 20 metrisiä aaltoja kohti rantaa.

Integrointi ja sovellukset

Y56 Laskuharjoitukset 3 palautus ma klo 16 mennessä

DRI. VARIZON Piennopeuslaite säädettävällä hajotuskuviolla LYHYESTI

16 Ääni ja kuuleminen

Valtion eläkemaksun laskuperusteet

S FYSIIKKA IV (ES), Koulutuskeskus Dipoli, Kevät 2003, LH2. f i C C. λ 2, m 1 cos60,0 1, m 1,2 pm. λi λi

Luotettavuusteknisten menetelmien soveltaminen urheiluhallin poistumisturvallisuuden laskentaan

Luku 13. Kertausta Hydrostaattinen paine Noste

Luento 14: Ääniaallot ja kuulo

Yleistä äänestä. Ääni aaltoliikkeenä. (lähde

Koesuunnitelma. Tuntemattoman kappaleen materiaalin määritys. Kon c3004 Kone ja rakennustekniikan laboratoriotyöt. Janne Mattila.

Elektronin ominaisvaraus

ÄÄNEN JA VALON NOPEUS ILMASSA

RATKAISUT: 9. Pyörimisen peruslaki ja pyörimismäärä

7. PYÖRIVÄN SÄHKÖKONEEN SUUNNITTELUN ETENEMINEN JA KONEEN OMI- NAISUUDET

FYS03: Aaltoliike. kurssin muistiinpanot. Rami Nuotio

YDINSPEKTROMETRIA TENTTI mallivastaukset ja arvostelu max 30 p, pisterajat 15p 1, 18p 2, 21p 3, 24p 4, 27p - 5

0. perusmääritelmiä 1/21/13

Scanclimber Oy Mastolavojen matematiikkaa

Jatkuvat satunnaismuuttujat

rad s rad s km s km s

Perusopintojen Laboratoriotöiden Työselostus 1

Kuten aaltoliikkeen heijastuminen, niin myös taittuminen voidaan selittää Huygensin periaatteen avulla.

a) Huippukiihtyvyys luetaan kuvaajalta, n. 0,3 sekunnin kohdalla kiihtyvyys on a = 22,1 m/s 2 joka m 22,1

Kuuloaisti. Korva ja ääni. Melu

5.3 Ensimmäisen asteen polynomifunktio

Näytteenottokerran tulokset

Valo-oppia. Haarto & Karhunen.

1. Elektronin ominaisvarauksen määritystyö Sähkömagnetismi IIZF1031

4. Funktion arvioimisesta eli approksimoimisesta

Kuva lämmönsiirtoprosessista Käytössä ristivirtalämmönvaihdin (molemmat puolet sekoittumattomat)

AVOIN SARJA LUKION FYSIIKKAKILPAILU

Transkriptio:

IXPF24 Fyiikka, ryhälaboratoriotyö IST4S1 / E1 / A Okanen Janne, Vaitti Mikael, Vähäartti Pai Jyväkylän Aattikorkeakoulu, IT-intituutti IXPF24 Fyiikka, Kevät 2005, 6 ECTS Opettaja Pai Repo Äänen nopeu pitkää tangoa Laatija - Pai Vähäartti Vuoikuri - IST4S1 Tekopäivä 2005-1-20 Palautupäivä 2005-2- Ryhä E1 / A Okanen Janne Vaitti Mikael Vähäartti Pai.2.2005 1/8

IXPF24 Fyiikka, ryhälaboratoriotyö IST4S1 / E1 / A Okanen Janne, Vaitti Mikael, Vähäartti Pai LABORATORIOTYÖN KUVAUS Tehtävän äärittely: Tarkoitu on tutkia ja äärittää pitkittäien ääniaallon eteneinopeu kolea itoiltaan identtieä, utta eri ateriaaliea etallitangoa. Lopuki aatuja tulokia verrataan taulukkokirjoita aatuihin tulokiin. Liäki tarkoitu on oppia yärtäään, että ikään tulo ei ole tarkka, vaan kaikia tulokia on epätarkkuutta. Tää työä harjoittelee virhearginaalien lakeita, joilla kuvataan tätä epätarkkuutta. Äänennopeu ääritellään kahdella tavalla: 1. Lakealla itatuita arvoita 2. Kokeellieti, tietokoneen ittaaita ja piirtäitä kuvaajita Tehtävän uorittaien aikana tullaan ittaaaan tankojen painoja (kg), pituukia ja halkaiijoita (). Taulukkokirjata katoalla elvitetään tankojen ateriaalin kiokerroin (GPa). Saaduita ittautulokita laketaan ateriaalien tiheydet (kg/³), ekä varinainen aia jota tutkitaan - äänen nopeu (/) eri tangoia. Kaikille tulokille laketaan uhteellinen ja aboluuttinen virhe. Johdanto: Ääni on ekaanita aaltoliikettä, e tarvitee liikkuakeen väliaineen, joka voi olla itä tahana ainetta. Äänen eteneiuoto ja nopeu riippuu iitä, inkälaiea väliaineea e kulkee. Ilaa ääniaalto on pitkittäitä, kun taa kiinteää aineea yö poikittaiuuntaita. Äänen eteneinopeu riippuu väliaineen oinaiuukita. Mekaanieti etenevän aallon eteneinopeuden ääräävät väliaineen elatiuu ja tihe kuten tää harjoitukea tullaan toteaaan. Tehtävää käytetyt yhtälöt ja niiden ykikkötarkatelut: Tiheyden lakeinen, ρ tihe aa, r äde, l pituu [ kg] [ kg] ρ kg 2 v r l 2 π π [ ] [ ] [ ] Pitkittäien aallon eteneinopeu, eteneinopeu v, kiokerroin E, tihey ρ E [ ] [ Pa] v ρ kg Äänen nopeu tangoa, nopeu v, tangon pituu l, edetakaien atkaan kulunut aika [ ] [ ] v [] Suhteellien virheen lakeinen: f ( x, a + b + c f ( x, x y z z Aboluuttien virheen lakeinen: z f ( x, a b c + + f ( x, x y z.2.2005 2/8

IXPF24 Fyiikka, ryhälaboratoriotyö IST4S1 / E1 / A Okanen Janne, Vaitti Mikael, Vähäartti Pai Mittauenetelät: Tehtävän uorittaiea käytettiin vaaraa, rullaittaa, työntöittaa, tarkkuuvaakaa, lakukonetta, tietokonetta, iihen liitettyä ittaulaitteitoa ja ohjelitoa. Jokaieta ittavälineetä arvioitiin virheen uuruu, tuloket kirjoitettiin etukäteen tehtyyn ittaupöytäkirjaan. Äänennopeuden lakeinen: Jokainen etallitanko punnittiin, ekä itattiin niiden pituudet ja halkaiijat. Tään jälkeen lakettiin tiheydet ja kirjattiin tuloket. Taulukkokirjata etittiin kullekin etallille oinainen kiokerroin (E), lakettiin äänen nopeu laketulla tiheyden arvolla ja taulukkokirjan kiokertoiella. Näin aatiin teoreettinen äänen kulkunopeu v teor ± v teor. Kaikkiin tulokiin lakettiin yö virherajat. Eierkkilakut löytyvät ivulta 4. Äänen nopeuden äärittäinen kokeellieti: Jokainen etallitanko kiinnitettiin tetipenkkiin löyhäti vuorotellen. Jokaieta tangota tehtiin kaki koetta iten, että etalliella vaaralla näpäytettiin tangon päätä hyvin helläti. Tällöin aatiin aikaieki kuvaajat, joita aatiin ääriteltyä edetakaien äänen kulkea aika. Koka tankojen pituu oli tiedoa, oli nopeuden lakeinen ahdollita. Näin aie kokeellieti lakettua ja ääriteltyä äänen nopeuden v± v. Näihinkin tulokiin lakettiin virherajat. Kuvat löytyvät ivuilta 6-8. Mittautuloket: Metalli Pituu Halkaiija Paino Meinki 1,299 0,012 1,28 kg Kupari 1,299 0,012 1,021 kg Aluiini 1,299 0,012 0,4085 kg Virherajat ±0,001 (±1,0 ) ±0,00005 (±0,5 ) ±0,0001 kg (±0,1 g) Lakueierkit (einki): Tihey: ρ v π r l π 1,28 kg 1,28 kg 1,299 0,0001469 ( 0,006 ) 8428,77 kg 2 2 Tiheyden uhteellinen virhe: z a + b + c x y z 0,001 1,299 + 2 0,000025 0,006 + 0,0001 kg 1,28 kg 0,00918 0,92% Tiheyden aboluuttinen virhe: z a + b + c x y z f ( x, 0,00918 8428,77 kg 77,409 kg.2.2005 /8

IXPF24 Fyiikka, ryhälaboratoriotyö IST4S1 / E1 / A Okanen Janne, Vaitti Mikael, Vähäartti Pai Meingin tihey virherajoineen: ρ ± ρ ( 840 ± 80) kg Äänennopeu eingiä: E v ρ 9 90 10 840 kg Pa 267,44 Äänennopeuden uhteellinen virhe: 70 kg 1 0 Pa a + b + 0,00415 0,42% 9 x y 2 90 10 Pa 840 kg Äänennopeuden aboluuttinen virhe: 1 (,, ) 0,00415 267,44 2 + f x y z x y 1,567 Äänennopeu eingiä virherajoineen: v ± v 267 ±14 ( ) Äänen nopeudenäärittäinen kuvata: 2 1,299 v 40,5 0,76 10 Äänennopeuden uhteellinen virhe: 1 0,01 a + b + x y 1299 4,58 0,00295 0,29% Äänennopeuden aboluuttinen virhe: + f ( x, 0,00295 40,5 10,051 x y Äänennopeu eingiä virherajoineen kuvata ääritettynä: v ± v 404 ±11 ( ).2.2005 4/8

IXPF24 Fyiikka, ryhälaboratoriotyö IST4S1 / E1 / A Okanen Janne, Vaitti Mikael, Vähäartti Pai Työn ja tuloten arviointi: Ite laketut arvot: Metalli ρ± ρ [kg/³] v teor ± v teor [/] v± v [/] Säde [] Meinki 840 ± 80 267 ± 14 404 ± 11 0,006 ± 0,000025 Kupari 8860 ± 90 680 ± 20 869 ± 12 0,006 ± 0,000025 Aluiini 2780 ± 0 5020 ± 50 5150 ± 20 0,006 ± 0,000025 Kirjalliuuarvot: Metalli Tihey ρ [kg/³] Kiokerroin E [GPa] Meinki 8400 90 Kupari 890 120 Aluiini 2700 70 Lähde: Tekniikan kaavato, 4. paino Kirjata otetut ja ite ääritellyt tiheydet eivät ole identtiet, utta ovat hyvin lähellä toiiaan. Syynä tähän ovat ittauepätarkkuudet, ei hoogeeniet etallitangot, ja tukinpa tangot olivat täyin pudata iteään. Seaa on ii todennäköieti yö epäpuhtaukia, jotka aiheuttivat heittelyä tulokia. Laketuia äänennopeukia (v± v) on havaittavia 100-200 / eroja verrattuna teoreettieen nopeuteen (v teor ± v teor ). Heitto on proentuaalieti hyvin pieni, noin 2%, joka on hyvä tulo ittaukia käytettyjä laitteitoja ilälläpitäen. Tarkoitu kun ei ollutkaan ääritellä täydellien tarkkoja tulokia, vaan elvittää iten tulokia aadaan kokeellieti ääritettyä. Huonoa tulokia on e, että laketut v± v ja v teor ± v teor arvot eivät virherajoineenkaan kohtaa toiiaan. Kokonaiarvio: Laboratorioittauten tekeinen oli helppoa pienen harjoittelun jälkeen. Tietokoneohjelito oli havainnollinen, utta ohjeliton käytön ohjeitu oli oittain puutteellinen annetuia oniteia. Suuriat ongelat tulivat eteen tään dokuentaation tekeien yhteydeä. Eniten päänvaivaa tuottivat virherajojen lakeinen, ekä hyvän ja kattavan iällön tuottainen. Vaikka työ oli havainnollinen ja ielenkiintoinen, niin ilti loppuraportointi jätti hiean tyhjän olon. Työn tekeieen joutui käyttäään paljon aikaa uhteea ittauten tekeieen kuluneeeen aikaan, joten toivottavati tää nyt tukee yö tään hetken fyiikan oppitunneilla käytyjä aioita. Olen tyytyväinen aatuihin lopputulokiin ja tään dokuentaation ulkoauun ja iältöön..2.2005 5/8

IXPF24 Fyiikka, ryhälaboratoriotyö IST4S1 / E1 / A Okanen Janne, Vaitti Mikael, Vähäartti Pai Meinki: 4,58 / 6 0,76 v 2 1,299 0,76 10 404.2.2005 6/8

IXPF24 Fyiikka, ryhälaboratoriotyö IST4S1 / E1 / A Okanen Janne, Vaitti Mikael, Vähäartti Pai Kupari: 4,70 / 7 0,6714 v 2 1,299 0,6714 10 869.2.2005 7/8

IXPF24 Fyiikka, ryhälaboratoriotyö IST4S1 / E1 / A Okanen Janne, Vaitti Mikael, Vähäartti Pai Aluiini: 4,54 / 9 jakoa 0,5044 v 2 1,299 0,5044 10 5150.2.2005 8/8