هدف: اين پروژه به بررسي سرعت صوت و دماي هوايي که روي آن اثر مي گذارد، مي پردازد.
سوال:
1- چگونه صدا با سرعت حرکت مي کند؟
2- چگونه دما بر سرعت صوت اثر مي گذارد؟
سرعت صوت به چگالي موادي که از آن ها عبور مي کند بستگي دارد. شما مي دانيد که هواي سرد از هواي گرم چگال تر مي باشد، اما اين بدان معني است که صدا با سرعت بيشتر، در دماي سرد حرکت مي کند يا در دماهاي گرم؟
ابزارو چيزهايي که براي اين پروژه نياز داريد به شرح زير مي باشند:
1- ساختماني بزرگ
2- لوله اي فلزي
3- چکش
4- يک همراه براي کمک به شما
5- زمان سنج
6- متر مخصوص اندازه گيري( متر نواري)
7- دماسنج در فضاي آزاد
مراحل کار:
1- در فاصله 100 متري از يک ساختمان بلند بايستيد. صداي بلندي را با لوله فلزي ايجاد کنيد و به انعکاس صدا دقت کنيد. اگر شما آن را نمي توانيد بشنويد سعي کنيد در فاصله نزديک تر از ساختمان قرار بگيريد.
2- به لوله ضربه بزنيد و به انعکاس صداهاي ايجاد شده گوش دهيد.
3- به ضربه ها سرعت دهيد يا آن ها را کاهش دهيد، به طوري که هر ضربه در يک زمان مشخصي ايجاد شود( مانند انعکاس هايي که از ضربات قبل مي آمد)
4- در حالي که شما مشغول ضربه زدن هستيد، همراه شما بايد زمان سنج را روشن نمايد، سعي کنيد فرکانس ها را تنظيم کنيد به طوري که با ميزان ضربه هاي شما مطابقت داشته باشند.
5- به زمان سنج نگاه کنيد و تعداد ضربه ها( تداخل ها) را در هر دقيقه در نظر بگيريد. اين اطلاعات را يادداشت نماييد.
6- فاصله دقيق بين خود و ساختماني که انعکاس را ايجاد مي کند، اندازه بگيريد. اين فاصله را را در دو ضرب کنيد تا فاصله اي که صداهاي حاصل از ضربه در رفت و برگشت در آن حرکت مي کنند به دست آيد.
7- طول مدت زماني که صداي حاصل از ضربه به عقب و جلو حرکت مي کند را با تقسيم زمان 60 ثانيه بر فرکانس محاسبه نماييد.
8- سرعت صوت را با تقسيم سرعتي که صوت پيموده است بر مدت زماني که براي طي کردن اين مسير گذرانده است، محاسبه نماييد.
9- درجه حرارت فضاي باز را در آن روز محاسبه نماييد.
10- اين آزمايش را در روزهايي با درجه حرارت مختلف تکرار کنيد و يا حتي مي توانيد آن را در در يک روز در زمان هاي مختلف انجام دهيد.
نتيجه:
صوت يک پديده فيزيکي است که در محيط روي مي دهد. صوت موجي است مکانيکي که در اثر ارتعاش اجسام توليد مي شود و به صورت طولي منتشر مي گردد.
مي دانيم وقتي دما افزايش مي يابد جنبش مولکول ها افزايش يافته وانتقال انرژي از يک مولکول به مولکول ديگر با سرعت بيشتري روي مي دهد.
اما يک تفاوت است بين اين که صدا را زودتر مي شنويم با اين که بگوييم صدا را قوي تر مي شنويم .
زودتر شنيدن بستگي به سرعت صوت دارد ولي بهتر شنيدن بستگي به شنوايي انسان دارد .
پديده اي که در سحر هنگام يا شب ها شاهد هستيم. اندازه گيري ها نشان داده که سرعت صوت در جامدات بيشتر از مايع ها و در مايع ها بيشتر از گازها مي باشد .سرعت صوت در هواي صفر درجه سلسيوس331 متر بر ثانيه است
هر اندازه هوا گرم تر مي شود سرعت صوت نيز در آن بيشتر مي شود .
اندازه گيري نشان داده که به ازاي هر يک درجه گرمي هوا سرعت صوت 6/0 متر بر ثانيه بيشتر خواهد شد .