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閉じたチューブであると仮定した場合、空のソーダボトルの上部に吹くことに、どのような共鳴周波数が吹くことに期待しますか?

共振周波数を計算する方法と、ボトルが部分的に満たされたときの変化方法は次のとおりです。

1。閉じたチューブの共振周波数

閉じたチューブの基本的な共振周波数(共鳴する最低周波数)は、次のように与えられます。

* f =v /(4L)

どこ:

* f 共振周波数です

* v 空気中の音の速度(室温で約343 m/s)

* l チューブの長さです

2。空のボトルの計算

* l =18 cm =0.18 m

* f =343 m/s/(4 * 0.18 m)≈476Hz

したがって、空のソーダボトルの基本的な共振周波数は約476 Hzです。

3。ボトルを埋める効果

ボトルを液体で満たすと、変化する空気柱の有効長さが変化します。空気柱は、液体の上部からボトルの上部までのみ伸びています。

* new L =(1/3) * 18 cm =6 cm =0.06 m (3分の1がいっぱいなので)

* 新しいf =343 m/s/(4 * 0.06 m)≈1429Hz

共振周波数は、ボトルが3分の1のいっぱいになると、約1429 Hzに増加します。

重要な注意:

*この計算では、空気中の音速が一定のままであることを前提としています。実際には、音の速度は温度と湿度の影響を受ける可能性があります。

*これは単純化されたモデルです。本物のソーダボトルの実際の共振周波数は、ボトルの形状や開口部の存在などの要因により、より複雑になります。

要約すると、ソーダボトルを液体で充填すると、有効な空気柱の長さが短くなり、共鳴周波数が高くなります。

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