Bakgrund#
En av flera experiment där vi använder Phyphox, en app med appar som använder telefonens sensorer. Det här är ett ganska enkelt första experiment där eleverna själva kan mäta ljudets hastighet.
Material#
- Mobiltelefon med Phyphox installerat
- Måttband
Beskrivning#
Vi brukar börja med att prata om vad ljud är, varför vi hör ljud, etc.
Experimentet#
Titta på filmen (är på engelska). Det går till såhär:
- Starta Acoustic Stopwatch i Phyphox1.
- Lägg 2 mobiler på ca 5 m avstånd med tillhörande elev. Mät det exakta avståndet, (d) mellan mobilerna!
- Mätningen startas med att en av eleverna klappar. Tidtagningen starta på mobilerna.
- Kort därefter klappar den andra eleven. Tidtagningen stoppas.
- Beräkna skillanden i tid, $\Delta t$.
Ljudets hastighet kan sedan beräknas med formeln:
$$v = 2\cdot\frac{d}{\Delta t}$$
Där $d$ är avståndet mellan mobilerna. Avståndet behöver multipliceras med 2 eftersom ljudet måste åka fram och tillbaka.
När vi gör experimentet brukar vi behöva prova att ändra threshold i appen (som de beskriver i filmen). Efetrsom vi oftast väljer en tyst plats inomhus så är det ekot när de klappar som gör att telefonen registrerar två klappar.
Mät flera gånger och skriv ned alla värden. Det brukar bli lite olika värden och det ger oss en möjlighet att prata om outliers, mätfel och medelvärde.
Teori#
Ljudets hastighet i en ideal gas beräknas med formeln2:
$$v = \sqrt{\frac{\gamma\cdot R \cdot T}{M}}$$
där:
$\gamma$ är den adiabatiska konstanten (~1,40 för luft)
$R$ är allmänna gaskonstanten
$T$ är den absoluta temperaturen (i Kelvin)
$M$ är gasens molmassa
Kommentarer#
[Tips, variationer, vanliga problem]