-
To se mi líbí
-
Doporučit
Dobry den,
do hrnecku vlijete horké mléko, vsypete kakao a zamícháte. Pokud lžičku nevyndáte, ale budete s ní jemně ťukat o dno, bude se v čase postupně měnit vydávaný zvuk. Dokážete určit, zda bude tón klesat či stoupat? A zdůvodnit proč přesně?
Dobrý den,
na úvod by se asi hodilo poznamenat, ze daný typ úloh je extremně složitý
na výpočty a podobné úlohy je lepší řešit experimentálně.
Samotné cinkání jsou vlastní kmity hrnečku, který má na jednom okraji
volný povrch (trakce je nulová) a na druhém je propojený s tou kapalinou,
kde trakce je rovná tlaku v hrnečku. Takže ten cinkot bude hodně provázaný
s kakaem a i jeho usazování tón ovlivňuje.
Rychlost zvuku v libovolné látce závisí na její "tuhosti" (ta pak může být
vyjádřena například modulem objemové pružnosti) a hustotě. U molekul
dochází ke změně vazebných sil - čím máme "tužší" materiál, tím rychleji
se vrací jeho vychýlené částice zpět (zvuk je rychlejší), čím má větší
hustotu, tím je vracení těžší a zvuk pomalejší. Platí vztah v=SQRT(K/rho),
kde K je převrácená hodnota stačitelnosti kapaliny a rho je její hustota.
S klesající teplotou klesá u kapaliny rychlost zvuku (narozdíl do pevných
látek), tedy další snižování rychlosti zvuku způsobuje klesající teplota
(což v daném případě nastává také, neboť bude docházet k ochlazování
soustavy).
Za jistých zjednodušujících předpokladů můžeme tedy konstatovat, že tón
bude klesat.
Přesný výpočet by byl extrémně složitý, se zahrnutím dalších parametrů
(jako je vír v kapalině a především nestejnost hustoty v celém objemu,
případně by i obsah volného nerozpuštěného vzduchu v kapalině) by výpočty
značně narostly. Celkově by ale i tak mělo být splněno, že tón bude
klesat.
Fyzika a příbuzné vědy
--
Knihovna Matematicko-fyzikální fakulty UK
23.07.2013 10:09