Akustiske Resonance Beregninger for stemmegafler

Et tryk på tænderne i en stemmegaffel sætter dem ind i en resonant vibration, hyppigheden afhænger af stivheden af ​​materialet , længden af ​​tænderne og et par andre faktorer. Du kan beregne frekvensen med en forholdsvis enkel formel , men beregningen kræver en række kaldes Youngs modul af materialet. Beskrivelse

stemmegaffel er en simpel anordning , der har to lige længde tænder , der mødes i midten som et "U" form. Tænderne er normalt runde eller firkantede i tværsnit og er tynde i forhold til deres længde , som udgør størstedelen af ​​stemmegaffel højde. Typiske musikalske stemmegafler måle fra omkring fem til otte inches i længden og har et håndtag på basen. Stemmegafler kan være passiv , der kræver en lille strejke for at starte vibrationer , eller de kan have en driver anordning, som gør dem vibrere kontinuerligt. De fleste stemmegafler er standard referencer for musikalske pladser , selvom nogle er frekvens standarder for videnskab eller tidtagning.
Youngs Modulus

Ingeniører søger at opbygge strukturer bruge Youngs modul til at bestemme hvis et materiale vil holde op under en forventet mængde af stamme. Den måler, hvor meget et materiale deformerer under belastning; hårdere og stærkere stoffer som stål deformeres mindre end bløde dem såsom træ og plast. Målinger af Youngs modul for materialer har enheder for tryk , såsom psi eller gigapascal . I en stemmegaffel skal tænderne bøje lidt i bunden af ​​U-formen for at få dem til at vibrere ; det tager trykket at producere bøje. Youngs Modulus bestemmer, hvor meget pres tænderne tager at få dem til at bøje , og hvor meget de bøjer .
Beregning

Følgende formel bestemmer en stemmegaffel s frekvens : Hej

f = (1/2 * pi * L ^ 2) * sqrt ( A * E /rho )

F er frekvensen i cyklusser per sekund, pi = 3,14159 , L er tand længde, sqrt () er kvadratroden funktion, A er tværsnitsarealet af tænderne , E er Youngs Modulus for tand materiale og rho er massefylden af materialet. Husk, at som varighed øges , frekvens falder, og da tværsnitsarealet og Youngs Modulus stigning f stiger.
Temperatur

Implicit men ikke udtrykkes i ovenstående frekvens formel er forholdet mellem Youngs Modulus og temperatur. Mange stoffer blødgøre som temperaturen stiger og stivne som det falder. Dette ændrer et materiales reaktion på stress og dens Youngs Modulus . Hvis du varme en stemmegaffel , dens resonansfrekvens aftager fordi dens Youngs Modulus falder. Dette fald er langsom , dog. Formlen viser, at frekvensen varierer som kvadratroden af ​​Youngs modul . Hyppigheden forbliver nøjagtig til de fleste praktiske formål 50-100 grader Fahrenheit.
Hoteltilbud