„Akusztikai mérések síppal” változatai közötti eltérés

A Fizipedia wikiből
(Új oldal, tartalma: „<wlatex> Kategória:Mechanika <!--Kategória:Elektromosságtan--> <!--Kategória:Hőtan--> <!--Kategória:Kvantummechanika--> <!--Kategória:Statis…”)
 
 
(2 szerkesztő 7 közbeeső változata nincs mutatva)
19. sor: 19. sor:
  
 
==Eszközök==
 
==Eszközök==
* Műanyag cső + Farúd
+
* Műanyag cső + farúd
 
* Szigetelőszalag
 
* Szigetelőszalag
 
* Szike
 
* Szike
27. sor: 27. sor:
  
 
'''1.''' Készítsen egy változtatható hangmagasságú sípot!
 
'''1.''' Készítsen egy változtatható hangmagasságú sípot!
Az alábbiakban segítséget adunk a síp elkészítéséhez. A mérést más módon elkészített síppal is kivitelezheti.
 
  
A síp (furulya) készítésének leírását az Ezermester c. újság 1998-as márciusi kiadásának alapján készítettük.
+
* ''A síp készítésének javasolt módját a következő oldalon találja meg: [[Síp készítése]]''
Az eredeti leírás [http://ezermester.hu/cikk-2356/Furulyasoknak| ezen] a linken olvasható.
+
  
{|  cellpadding="5" cellspacing="0" align="center"
+
'''2.''' Mérje meg az elkészített síp alaphangját!
|-
+
| [[Fájl:Furulya_schematic.png|közép|700px|]]
+
|-
+
| align="center"|8.ábra: Síp sematikus vázlata
+
|}
+
  
*A síp testének kiválasztása
+
* ''Vesse össze a mérési eredményeit a síp hosszából számolt értékekkel!''
  
Számolja ki, hogy milyen hosszúságú síptestet kell használnia a 440Hz-es alaphang megszólaltatásához. Vegye figyelembe, hogy a test hossza 4-5 cm nagyobb kell legyen, mint a valós rezgőcső hossza.
+
'''3.''' Próbáljon meg a síp testének változtatásával különböző zenei hangokat előállítani!
  
:Készítsen egy megfelelő hosszúságú csődarabot!
+
* ''Ehhez számolja ki, hogy a kívánt hangok eléréséhez meddig kell betolni a lezárást a síp testébe!''
*A labium kialakítása
+
  
:Ez a sípkészítés legnehezebb művelete, mivel a megfelelően kialakított ajak a kulcsa a tiszta hang keltésének.
+
* ''Vesse össze az adott hosszaknál létrejövő tényleges frekvenciaértékeket a számolt értékekkel!''
  
:A cső egyik végétől mérjen le 2 cm-t, majd egy szikével merőlegesen vágja be a csövet kb 5mm-nyire. Ettől a vágástól mérjen le további 1 cm-t (azaz a végtől 3cm-t), majd innen a korábbi bevágásig ferdén vágja be a csövet, ezzel egy ék alakot kiformázva. Érdemes először kisebb meredekségű bevágást ejteni és utána korrigálni, nehogy túl mély éket alakítson ki.
+
* ''Ha hosszabb sípot készít, több hangmagasság is vizsgálható.''
{|  cellpadding="5" cellspacing="0" align="center"
+
|-
+
|[[Fájl:furulya_bevagas_1.png|bélyegkép|400px]]
+
|[[Fájl:furulya_bevagas_2.png|bélyegkép|350px]]
+
|-
+
| align="center"|9.ábra: Merőleges bevágás
+
| align="center"|10.ábra: Ferde bevágás a labium kialakításához
+
|}
+
  
 +
'''4.''' Végezze el a különböző hangok Fourier-analízisét!
  
*Labium formázása
+
* ''Ehhez érdemes a mintavételezési frekvencia és idő beállításokat elméleti megfontolások alapján kiválasztani.''
  
:Az előző lépésben készített ékalak éle egyenetlen lesz, ami rontja a síp hangjának minőségét, nehéz lesz megszólaltatni és levegősen fog szólni. Ezen javíthat, ha egy reszelővel eldolgozza a vágáskor kialakult sorját, valamint az ékalakot szabályosra formázza. A reszelővel óvatosan dolgozzon, mert túlreszelve elrontható az eddigi munkánk.
+
* ''A Fourier-analízis elvégzéséhez használhatja a Matlabot!''
{|  cellpadding="5" cellspacing="0" align="center"
+
|-
+
|[[Fájl:furulya_bevagas_kesz.png|bélyegkép|350px]]
+
|[[Fájl:furulya_reszeles.png|bélyegkép|350px]]
+
|-
+
| align="center"|11.ábra: Megfelelően bevágott síp
+
| align="center"|12.ábra: Labium élének kialakítása, simítása
+
|}
+
  
*Befúvónyílás kialakítása
+
* ''Szorgalmi feladat: Nézzen utána a különböző ún. Fourier-ablakok működésének, és diszkutálja melyik változatot érdemes a mérés során használni!''
  
:A síp ék felőli végén ki kell alakítani egy, a test belső átmérőjéhez képest keskeny, nyílást, ez lesz a befúvónyílás. Ehhez vágjon le egy kb. 2 cm hosszú darabor a farúdból, a pontos méretet az ék kezdete és a test végének megfelelően mérje le. Ebből a fadarabból egy szike segítségével hasítson le egy darabot, enyhén átlósan, azaz egyik végén kicsit több anyagot szedjen le. Ezt is érdemes kisebb lépésekben végezni, különösen ügyelve a balesetek elkerülésére!
+
'''5.''' Vizsgálja meg, milyen mértékben függ a kialakult frekvencia a fújás erősségétől!
{|  cellpadding="5" cellspacing="0" align="center"
+
|-
+
|[[Fájl:furulya_formazas.png|bélyegkép|200px]]
+
|[[Fájl:furulya_dugo_kesz.png|bélyegkép|200px]]
+
|-
+
| align="center"|13.ábra: Befúvónyílás dugójának levágása
+
| align="center"|14.ábra: Kész dugó szigetelőszalaggal megvastagítva
+
|}
+
  
 +
'''+''' Szorgalmi feladat: Végezze el a mérést szabadtéren, vizsgálja meg hogyan változik a hangsebesség.
  
:Amint elkészül a kívánt alak, helyezze bele a síp végébe. Ha nem szorul a fadarab a síp testében, szigetelőszalaggal körbetekerve növelheti a vastagságot.
+
'''+''' Szorgalmi feladat: Mérje meg egy kifeszített húr rezgési frekvenciáját! Itt végezhet méréseket különböző vastagságú húrokkal, különböző hosszakkal vagy különböző feszítőerők mellett.
*Lezáró rúd elkészítése
+
 
+
:Az előző lépések végén a síp az alaphangon megszólaltatható, ha a végét ujjával befogja. Más hangok keltéséhez azonban lyukak kialakítása helyett a síp testének hosszát érdemes változtatni. Ehhez készítsen egy olyan lezárást, aminek pozíciója változtatható a síp testében.
+
 
+
:A rendelkezésre álló farúdból mérjen le egy akkora darabot, ami elég hosszú, hogy a sípban elérjen a labiumig, valamint ilyen, teljesen betolt pozícióban is lógjon ki elegendő rész a mozgatáshoz.
+
 
+
:A rúd egyik végét tekerje be szigetelőszalaggal, úgy, hogy lezárja a síp testét, de könnyen mozgatható legyen benne. Itt is érdemes több lépésben dolgozni, ne legyen túl vastag a szigetelőszalag réteg. A könnyebb mozgathatóság érdekében a lezárást kenje be olajjal.
+
 
+
Ezzel a saját készítésű síp elkészült, amennyiben a labium kialakítása megfelelő, könnyen megszólaltatható és különböző hullámhosszú hangok kelthetők.
+
 
+
 
+
'''2.''' Mérje meg az elkészített síp alaphangját!
+
 
+
* ''Vesse össze a mérési eredményeit a síp hosszából számolt értékekkel''
+
 
+
 
+
'''3.''' Próbáljon meg a síp testének változtatásával különböző zenei hangokat előállítani!
+
 
+
* ''Ehhez számolja ki, hogy a kívánt hangok eléréséhez meddig kell betolni a lezárást a síp testében''
+
 
+
* ''Vesse össze az adott hosszaknál létrejövő tényleges frekvenciaértékeket a számolt értékekkel''
+
 
+
* ''Ha hosszabb sípot készít, több hangmagasság is vizsgálható''
+
 
+
'''4.''' Végezze el a különböző hangok Fourier-analízisét!
+
 
+
'''5.''' Vizsgálja meg, milyen mértékben függ a kialakult frekvencia a fújás erősségétől!
+

A lap jelenlegi, 2022. szeptember 14., 09:23-kori változata


Eszközök

  • Műanyag cső + farúd
  • Szigetelőszalag
  • Szike
  • Számítógép (mikrofonnal)

Mérési feladatok

1. Készítsen egy változtatható hangmagasságú sípot!

  • A síp készítésének javasolt módját a következő oldalon találja meg: Síp készítése

2. Mérje meg az elkészített síp alaphangját!

  • Vesse össze a mérési eredményeit a síp hosszából számolt értékekkel!

3. Próbáljon meg a síp testének változtatásával különböző zenei hangokat előállítani!

  • Ehhez számolja ki, hogy a kívánt hangok eléréséhez meddig kell betolni a lezárást a síp testébe!
  • Vesse össze az adott hosszaknál létrejövő tényleges frekvenciaértékeket a számolt értékekkel!
  • Ha hosszabb sípot készít, több hangmagasság is vizsgálható.

4. Végezze el a különböző hangok Fourier-analízisét!

  • Ehhez érdemes a mintavételezési frekvencia és idő beállításokat elméleti megfontolások alapján kiválasztani.
  • A Fourier-analízis elvégzéséhez használhatja a Matlabot!
  • Szorgalmi feladat: Nézzen utána a különböző ún. Fourier-ablakok működésének, és diszkutálja melyik változatot érdemes a mérés során használni!

5. Vizsgálja meg, milyen mértékben függ a kialakult frekvencia a fújás erősségétől!

+ Szorgalmi feladat: Végezze el a mérést szabadtéren, vizsgálja meg hogyan változik a hangsebesség.

+ Szorgalmi feladat: Mérje meg egy kifeszített húr rezgési frekvenciáját! Itt végezhet méréseket különböző vastagságú húrokkal, különböző hosszakkal vagy különböző feszítőerők mellett.