Poletni semester 2016/17
Asistent : Rok Dolenec
Avtor projektne naloge: Emilija Simonović
Avtorji: Brešar Anže, Kozelj Timotej, Pacek Lucija
Potek dela:
Pred poizkusom si je potrebno umiti roke, saj nam naravna olja na naših rokah prepričujejo ustvariti zvok, ki ga ustvarjamo s konico prsta, ko se nežno pomikamo po robu kozarca.
Pri prvem delu poizkusa smo merili frekvenco zvoka v odvisnosti od višine vode v kozarcu. Najprej smo izmerili lastno frekvenco vsakega praznega kozarca. Nato smo dolivali vodo in za vsak dodatno naliti centimeter izmerili frekvenco, ki jo je oddajal kozarec. Poizkus smo opravili pri štirih različnih kozarcih. Rezultati tega dela poizkusa nam bodo pokazali, da je frekvenca odvisna od velikosti, oblike in strukture kozarca
V drugem delu poizkusa smo dokazali da je frekvenca kozarca odvisna od višine vode. Merili smo frekvenco v odvisnosti od višine vode okoli kozarca. Problema smo se loti tako, da smo prazen kozarec postavili v kad in vanjo dolivali vodo. Sprva smo v kad dolili toliko vode, da je gladina segala do dna kozarca, nato smo jo dolivali po centimetrih in pri vsakem dolitem centimetru izmerili frekvenco. Dlje kot je segala tekočina v kozarcu oz. okoli, večja je bila stična površina med vodo in steklom. Posledično je bila frekvenca čedalje manjša. Poizkus smo opravili pri štirih različnih kozarcih.
Nato smo opravili še dva dela poizkusa, pri katerima smo želeli dokazati, da je frekvenca, ki jo oddaja kozarec napolnjen z neko tekočino, odvisna tudi od gostote tekočine. Večjo gostoto, kot jo ima, bolj je dušilo vibracije. To pa zaradi tega, ker je na isti višini v gostejši tekočini, več mase dušilo vibracije, kot pa v redkejši snovi. Uporabili smo slano vodo in olje in ponovili prvi del poizkusa. Gostoto prve tekočine smo določili tako, da smo v vodo vlivali sol toliko časa, kolikor je bila voda sposobna raztopiti. Nato smo odmerili določen volumen in le-tega stehtali. Gostoto pa smo izračunali po enačbi: ρ = m/V .
Uporaba računalnika in programa Soundcard Oscilloscope:
Pri vsakem delu poizkusa smo z mikrofonom posneli zvok »pojočega« kozarca in ga frekvenčno analizirali. Mikrofon je povezan z računalnikom, ki s programom Soundcard Oscilloscope prikaže, kateri toni so izraženi v posnetem zvoku in njihovo relativno jakost. Ta postopek imenujemo frekvenčna ali spektralna analiza zvoka. Na zaslonu se izriše graf, ki nam pove, v kolikšni meri so v valovanju in odmikih membrane mikrofona udeleženi sinusni valovi z določenimi frekvencami. Imenujemo ga spekter zvoka. Včasih je v spektru zvoka, ki ga oddaja »pojoč« kozarec, en sam izrazit vrh, zvok kozarca je tedaj skoraj ton. Če je vrhov več je zvok zven.
Rezultati:
Ko smo vnašali podatke v graf, smo videli, da je krivulja podobna neki kvadratni oz. eksponentni krivulji. Z nadaljnjim vnašanjem podatkov smo prišli do tega, da lahko kvadratno, tako kot linearno odvisnost izključimo. Izločili smo jih, zaradi neprimernega prilagajanju krivulje (odstopanja so bila prevelika). Tako nam je ostala le še eksponentna odvisnost, ki se je našim meritvam najlepše prilagajala. Nato smo se spomnili, da ima dušeno nihanje, prav tako neko eksponentno odvisnost. Prišli smo do sklepa, da je je frekvenca eksponentno odvisna od gostote tekočine, višine tekočine ter geometrijske oblike kozarca.
Napake:
Že pri merjenju frekvence smo videli, da mikrofon zazna le-to zelo natančno. Tako, da smo napake zaradi mikrofona (to so instrumentalne napake), kar zanemarili. Saj za našo potrebo je bilo dovolj natančno merjeno nekje na 1 decimalko natančno. To so vse instrumentalne napake, vse ostale so bile naklučne. Do napake je lahko prišlo tudi pri samem držanju. Če smo kozarec držali previsoko oz. če smo ga držali s celo dlanjo, bi mi povzročali dodatno dušenje oz. bi dodatno absorbirali nihanje. Zaradi česar bi meritev odstopala in napake bi bile znatne. To napako, bi izključili tako, da bi kozarec postavili na ravno in mirno podlago. Tako bi lahko izključili vsakršne vibracije iz okolice. Prav tako, bi lahko meritve izvajali v tihem prostoru, kjer okoliški zvoki ne vplivajo na meritev. Pri merjenju višine vode z merilom, pa smo napako merjenja ocenili na nekje ±2 mm. Vodo je namreč bilo dokaj težko vlivati, do točno določene meje. To bi odpravili z bolj natančnim valjem oz. da bi vodo dolivali z pipeto. Najšibkejša člena po naše sta, da smo mogoče kozarec držali preveč visoko, ter merjenje višine vode. Torej naključne napake. Ostale napake pa so imele dokaj majhno odstopanje tako, da smo najšibkejša člena zlahka dobili. To so edini viri napak, ki smo jih odkrili.
Graf 1: Graf odvisnosti frekvence od višine tekočine pri 1.kozarcuGraf 2: Graf odvisnosti frekvence od višine redkejše tekočine pri 1.kozarcuGraf 3: Graf odvisnosti frekvence od višine gostejše snoviGraf 4: Primerjava vseh grafov
Graf 2: Graf odvisnosti frekvence od višine redkejše tekočine pri 1.kozarcu
Graf 3: Graf odvisnosti frekvence od višine gostejše snovi
Graf 4: Primerjava vseh grafov
