STOJEČE VALOVANJE V STEKLENICAH

Različne steklenice



Ker nam je metoda dajala ustrezne rezultate, smo jo uporabili tudi v nekaterih votlih telesih neobičajnih oblik. Zanje znamo po teoriji izračunati le prvo lastno frekvenco


Erlenmajerica


Ker je lastna frekvenca zraka v posodi odvisna tudi od dolžine vratu, smo jih merili v isti erlenmajerici z različnimi dolžinami vratu. Z daljšanjem vratu smo dobivali nižje frekvence, kar se sklada z odvisnostjo frekvence od dolžine vratu. Podatki in tabele frekvenc za erlenmajerice so:


Merjenje lastnih frekvenc zraka v erlenmajerici (levo) in v erlenmajerici s podaljšanim vratom (desno)


Lastne frekvence zraka v erlenmajerici 1 (vrat = 3 cm)
z vzbujanjem frekvenc s pregledom vseh frekvenc izračunane
150 ± 20 Hz 148 ± 10 Hz 209 ± 16,72 Hz
1165 ± 15 Hz 1165 ± 10 Hz /

Lastne frekvence zraka v erlenmajerici 2 (vrat = 17 cm)
z vzbujanjem frekvenc s pregledom vseh frekvenc izračunane
88 ± 20 Hz 81 ± 10 Hz 88 ± 7,04 Hz
822 ± 15 Hz 822 ± 10 Hz /
1167 ± 15 Hz 1167 ± 10 Hz /

Lastne frekvence zraka v erlenmajerici 3 (vrat = 33 cm)
z vzbujanjem frekvenc s pregledom vseh frekvenc izračunane
55 ± 12 Hz / 63 ± 5,04 Hz
475 ± 20 Hz / /
908 ± 20 Hz / /
1140 ± 12 Hz / /
1468 ± 25 Hz / /

Grafi lastnih frekvenc zraka v erlenmajericah z različnimi vratovi

Teorija Helmholtzovega resonatorja nam podaja formulo le za osnovno lastno frekvenco. Izmerjene in izračunane frekvence se, razen pri erlenmajerici 1, dobro ujemajo. Predvidevamo, da pri prvi erlenmajerici prihaja do odstopanja od opisanega modela zaradi relativno kratkega vratu (3 cm).


Za erlenmajerice smo izmerili tudi lokacije vozlov in hrbtov, česar ne moremo primerjati z izračuni, saj nismo našli nobene teorije, ki bi nam lokacije vozlov obrazložila. Opazimo, da se znotraj votline (do višine 18,5 cm) lokacije vseh treh erlenmajeric ujemajo, saj je votlina ves čas enaka. Opazimo tudi, da se prvi hrbet pojavi na tretjini višine votline in vozel na vrhu votline, podobno kot v polodprtih ceveh. Zanimivo bi bilo raziskati, ali so lokacije vozlov in hrbtov res na enakih višinah kot v ozkih ceveh.


Lokacije vozlov in hrbtov v erlenmajerici 1 (vrat = 3 cm)
frekvenca vozel/hrbet izmerjena višina
148 Hz hrbet 21,5 cm ± 2 cm
440 Hz hrbet 7 ± 0,2 cm
vozel 18,5 ± 0,2 cm (na začetku vratu)

Lokacije vozlov in hrbtov v erlenmajerici 2 (vrat = 17 cm)
frekvenca vozel/hrbet izmerjena višina
1167 Hz hrbet 6,5 ± 0,2 cm
vozel 18,5 ± 0,2 cm (na začetku vratu)
hrbet 21 ± 0,2 cm
vozel 33,5 ± 0,2 cm
hrbet 37,5 ± 0,2 cm (2 ± 0,2 cm nad cevjo)

Lokacije vozlov in hrbtov v erlenmajerici 3 (vrat = 33 cm)
frekvenca vozel/hrbet izmerjena višina
908 Hz hrbet 6,5 ± 0,2 cm
vozel 18,5 ± 0,2 cm (na začetku vratu)
hrbet 33,5 ± 0,2 cm

Lokacije vozlov in hrbtov v erlenmajericah z različno dolgimi vratovi


Kvadrasta steklenica


Izmerili smo lastne frekvence zraka v steklenici in določili lokacije vozlov in hrbtov. Podatki steklenice in meritev so naslednji:



Merjenje lastnih frekvenc zraka v kvadrasti steklenici


Lastne frekvence zraka v kvadrasti steklenici
z vzbujanjem frekvenc s pregledom vseh frekvenc izračunane
128 ± 12 Hz 129 ± 10 Hz 114 ± 12,67 Hz
1013 ± 10 Hz 1012 ± 10 Hz /
1834 ± 50 Hz 1827 ± 10 Hz /

Graf lastnih frekvenc zraka v kvadrasti steklenici

Lokacije vozlov in hrbtov v kvadrasti steklenici
frekvenca vozel/hrbet izmerjena višina
1012 Hz hrbet 7,5 ± 0,2 cm
vozel 17,5 ± 0,2 cm (na začetku vratu)
hrbet 26,5 ± 0,2 cm (2cm nad vrhom)

Lokacije vozlov in hrbtov v kvadrasti steklenici

Tudi v kvadrasti steklenici se meritve, enako kot pri erlenmajerici, ujemajo z modelom Helmholtzovega resonatorja.


Bučka


Podatki in meritve:



Merjenje lastnih frekvenc zraka v bučki


Lastne frekvence zraka v bučki
z vzbujanjem frekvenc s pregledom vseh frekvenc izračunane
58 ± 10 Hz ni mogoče izmeriti 80 ± 2,29 Hz
624 ± 12 Hz 633 ± 10 Hz /
794 ± 8 Hz / /
874 ± 10 Hz 870 ± 10 Hz /
1258 ± 25 Hz 1255 ± 10 Hz /
1450 ± 20 Hz 1452 Hz /
1834 ± 30 Hz 1833 Hz /

Graf lastnih frekvenc zraka v bučki
Lokacije vozlov in hrbtov v bučki
frekvenca vozel/hrbet izmerjena višina
625 Hz hrbet 11,5 ± 0,2 cm
vozel 25 ± 0,2 cm (na začetku vratu) cm
1258 Hz hrbet 10,5 ± 0,2 cm
vozel 27 ± 0,2 cm
hrbet 35 ± 0,2 cm

Lokacije vozlov in hrbtov v bučki