Što je zvuk?
Kako objašnavate nastanak zvuka kada udarate po površini stola ili opni bubnja, šuštanje lišća na vjetru ili zvuk papira kojim mašete po zraku?
Kako objašnavate nastanak zvuka kada udarate po površini stola ili opni bubnja?
Šuštanje lišća na vjetru ili zvuk papira kojim mašete po zraku?
Iz prethodnih jedinica znate da je zvuk longitudinalni val.
U fluidima, plinovima i tekućinama, valovi se šire u obliku zgušnjenja i razrjeđenja sredstva.
Priroda zvuka
Iz prethodnih jedinica znate da je zvuk longitudinalni val.
U fluidima (plinovi i tekućine) se valovi šire u obliku zgušnjenja i razrjeđenja sredstva.
Mogu li se zvučni valovi širiti prazninom?
Zvuk za svoje širenje treba čestice materije koje će titranjem prenositi zvučni val. U zrakopraznom prostoru nema čestica pa se zvuk ne može širiti.
Mogu li se zvučni valovi širiti zrakopraznim prostorom?
Zvuk za svoje širenje treba čestice materije koje će titranjem prenositi zvučni val. U zrakopraznom prostoru nema čestica i zvuk se ne može širiti.
Valovi zvuka
Na sljedećoj simulaciji proučite valove zvuka i njihova svojstva.
Valovi zvuka
Na sljedećoj simulaciji proučite valove zvuka i njihova svojstva.
U drugom dijelu simulacije možete koristiti metar, sat i štopericu. Izmjerite brzinu zvuka u zraku.
Koje ste vrijednosti dobili kao rezultat?
U drugom dijelu simulacije možete koristiti:
- metar
- sat
- štopericu.
Izmjerite brzinu zvuka u zraku.
Koje ste vrijednosti dobili kao rezultat?
Titranje glazbene vilice
Glazbena vilica je metalna šipka savinuta u oblik slova U.
Kad ju lagano udarimo batićem, ona će zatitrati i vibriranjem dati određeni zuk.
Glazbena vilica je šipka savinuta u oblik slova U.
Ona će zatitrati tako da vibrira i daje određeni zvuk kad ju lagano udarimo batićem.
Pokus - titranje glazbene vilice
Pogledajmo nastanak zvuka i pojave vezane uz njegovo širenje, ako nam je izvor zvuka glazbena vilica.
Na zvuk koji nastaje možemo utjecati tako da glazbenu vilicu postavimo na postolje, npr. na rezonantnu kutiju ili da na krakove stavimo dodatnu masu.
Pogledajmo nastanak zvuka i pojave vezane uz njegovo širenje, ako nam je izvor zvuka glazbena vilica.
Na zvuk koji nastaje možemo utjecati tako da glazbenu vilicu postavimo na postolje.
Npr. na rezonantnu kutiju ili da na krakove stavimo dodatnu masu.
Titranje glazbene vilice
Brzina zvuka
Brzina zvuka ovisi o sredstvu kojim se širi (čvrsta tijela, plinovi ili tekućine).
Zvuk je longitudinalni val, a u prijašnjim jedinicama smo spomenuli brzinu vala ovisno o sredstvu.
Vrijedi da brzina longitudinalnog vala u čvrstim tijelima ovisi o elastičnosti i gustoći.
[latex]v=\sqrt{\frac{E}{\rho }}[/latex]
E - , ρ -
Brzina zvuka ovisi o sredstvu kojim se širi (čvrsta tijela, plinovi ili tekućine).
Zvuk je longitudinalni val.
Brzina longitudinalnog vala u čvrstim tijelima ovisi o elastičnosti i gustoći.
[latex]v=\sqrt{\frac{E}{\rho }}[/latex]
U tekućinama brzina zvuka ovisi o [latex]\chi [/latex] i gustoći [latex]\rho [/latex].
[latex]v=\sqrt{\frac{1}{\chi \rho }}[/latex]
U tekućinama brzina zvuka ovisi o koeficijentu stlačivosti [latex]\bm \chi [/latex] i gustoći [latex]\bm\rho [/latex].
[latex]v=\sqrt{\frac{1}{\chi \rho }}[/latex]
Brzina zvuka ovisi i o temperaturi sredstva.
Izraz koji opisuje ovisnost brzine zvuka u zraku, ovisno o temperaturi t (°C) je:
[latex]v=331\sqrt{1+\frac{t}{273\operatorname{\degree C}}}\operatorname{ms^{-1}}[/latex]
Brzina zvuka u zraku pri standardnim uvjetima (0°C i 101325 Pa) iznosi 331 ms-1.
Brzina zvuka ovisi i o temperaturi sredstva.
Izraz koji opisuje ovisnost brzine zvuka u zraku, ovisno o temperaturi je:
[latex]v=331\sqrt{1+\frac{t}{273\operatorname{\degree C}}}\operatorname{ms^{-1}}[/latex]
Brzina zvuka u zraku pri standardnim uvijetima (0°C i 101325 Pa) iznosi 331 ms-1.
Brzina zvuka je brzina kojom se zvučni val širi sredstvom.
Brzina zvuka ovisi o vrsti i temperaturi sredstva.
Zadatak
Izračunaj brzinu zvuka u zraku na temperaturi 40˚C.
[latex]t=45\operatorname{\degree C}[/latex]
[latex]v=?[/latex]
[latex]v=331\sqrt{1+\frac{t}{273\operatorname{\degree C}}}\operatorname{ms^{-1}}[/latex]
Nakon uvrštavanja:
[latex]v=357,24\operatorname{ms^{-1}}[/latex]
Za znatiželjne i one koji žele znati više
Jeka i pajeka
Jeka ili eho nastaje zbog odbijanja valova zvuka o površinu i vraćanja s kašnjenjem u odnosu na početni val. Čovjek čuje jeku kada je vremenski razmak između poslanog i odbijenog vala veći od 0,1 s, odnosno, ako je udaljenost površine na kojoj se reflektira zvuk veća od 17 m.
Jeka ili eho nastaje zbog odbijanja valova zvuka o površinu i vraćanja s kašnjenjem u odnosu na početni val. Čovjek čuje jeku kada je vremenski razmak između poslanog i odbijenog vala veći od 0,1 s.
Odnosno, ako je udaljenost površine na kojoj se reflektira zvuk veća od (>) 17m.
Ako je udaljenost između izvora zvuka i površine na kojoj se odbija manja, dolazi do miješanja početnog i reflektiranog vala te nastaje pajeka ili pazvuk. Ta pojava ometa slušanje zvuka u zatvorenim prostorima.
Do miješanja početnog i reflektiranog vala dolazi ako je udaljenost između izvora zvuka i površine na kojoj se odbija manja (<).
Nastaje pajeka ili pazvuk.
Ta pojava ometa slušanje zvuka u zatvorenim prostorima.
Akustika prostora
U koncertnim dvoranama na kvalitetu doživljaja nekog koncerta utječe akustika dvorane. Dobra akustika dvorane znači da je zvuk dovoljno glasan u svim dijelovim prostorije i približno jednak. Ne smije biti jeke i neželjenih rezonancija.
U koncertnim dvoranama na kvalitetu doživljaja nekog koncerta utječe akustika dvorane.
Dobra akustika dvorane znači da je zvuk dovoljno glasan i približno jednak.
Ne smije biti jeke i neželjenih rezonancija.
Na akustička svojstva utječe i oblik dvorane, materijali i njihov raspored u prostoru. Najbolji je trapezasti ili lepezasti oblik koncertne dvorane jer bočne stijenke dobro reflektiraju zvuk po cijelom prostoru. Bitni su i materijali kojima se oblaže strop i zid dvorane. Svojstva i reljefni raspored tih materijala smanjuje pojavu neželjene jeke.
Na akustička svojstva utječe:
- oblik dvorane
- materijali
- njihov raspored u prostoru.
Najbolji je trapezasti ili lepezasti oblik koncertne dvorane.
To je zato jer bočne stijenke dobro reflektiraju zvuk po cijelom prostoru.
Bitni su i materijali kojima se oblaže strop i zid dvorane.
Svojstva i reljefni raspored tih materijala smanjuje pojavu neželjene jeke.
Sonar i eholokacija
Sonar je uređaj kojim se istražuje podmorje, ispituju karakteristike pokretnih i nepokretnih objekata (jata riba, kartografija podmorja, potopljeni brodovi...) Koristi se i za navigaciju i održavanje podvodne veze. Sonar emitira zvučne i ultrazvučne valove kroz vodu. Oni se odbijaju na prepreci i vraćaju natrag. Na osnovu vremena potrebnog za povratak signala, određuje se udaljenost i oblik objekta.
Sonar i eholokacija
Sonar je uređaj kojim se:
- istražuje podmorje,
- ispituju karakteristike pokretnih i nepokretnih objekata (jata riba, kartografija podmorja, potopljeni brodovi..)
- koristi se za navigaciju i održavanje podvodne veze.
Sonar emitira zvučne i ulltrazvučne valove kroz vodu.
Oni se odbijaju na prepreci i vraćaju natrag.
Na osnovu vremena potrebnog za povratak signala određuje se udaljenost i oblik objekta.
Neke životinje proizvode zvuk čije emitiranje i odbijanje funkcionira poput biološkog sonara. Ta se pojava zove eholokacija. Na taj način dobivaju podatke o okolini i lokaciji plijena. Eholokaciju koriste brojne životinje, kao npr. šišmiši, kitovi, dupini, rovke i neke vrste ptica.
Neke životinje proizvode zvuk čije emitiranje i odbijanje funkcionira poput biološkog sonara.
Ta se pojava zove eholokacija.
Na taj način dobivaju podatke o okolini i lokaciji plijena.
Eholokaciju koriste brojne životinje.
Primjerice:
šišmiši, kitovi, dupini, rovke, neke vrste ptica.
Većina životinja za eholokaciju koristi ultrazvuk, koji je više frekvencije od ljudskog čujnog područja (neke vrste šišmiša i kitova).
Temperatura i vlažnost zraka utječu na domet eholokacije. Najveći izmjereni domet eholokacije u zraku je 100 m.
Voda je dobar vodič zvuka, stoga je izmjeren domet eholokacije do 1500 m.
Većina životinja za eholokaciju koristi ultrazvuk.
On je više frekvencije od ljudskog čujnog područja (neke vrste šišmiša i kitova).
Viša frekvencija zvuka znači i veći intenzitet.
Temperatura i vlažnost zraka utječu na domet eholokacije.
Najveći izmjereni domet eholokacije u zraku je 100 m.
Voda je dobar vodič zvuka.
Stoga je izmjeren domet eholokacije do 1500 m.
Sažetak
Zvuk je longitudinalni val koji se širi u obliku zgušnjenja i razrjeđenja sredstva.
Brzina zvuka ovisi o vrsti i temperaturi sredstva.
Zvučni se valovi odbijaju od površine, a kašnjenje reflektiranog vala u odnosu na početni val stvara pojavu jeke.
Zvuk je longitudinalni val.
Širi se u obliku zgušnjenja i razrjeđenja sredstva.
Brzina zvuka ovisi o vrsti i temperaturi sredstva.
Zvučni valovi se odbijaju od površine.
Kašnjenje reflektiranog vala u odnosu na početni val stvara pojavu jeke.