Spørgsmål:
Bell i et vakuum, hvor går lydenergien hen?
Cory Kendall
2015-03-08 02:36:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeg er ikke uddannet i fysik, men jeg lærte, at en klokke, der blev slået i et lille vakuumkammer, ikke vil blive hørt af folk omkring den (i et skoleforskningslaboratorium). Hvis det havde været omgivet af luft, ville der have været energi, der spredte sig udad fra klokken i en lydbølge. Fordi dette ikke kan ske, vibrerer klokken hårdere fra stødet? Vil det gå i stykker tidligere?

Jeg tror på alle medier lydvibrationer forsvinder i nogen grad over tid og bliver varmeenergi.Så klokken ville sandsynligvis ikke vibrere hårdere, men den ville sandsynligvis vibrere meget længere, fordi luften overhovedet ikke er der for at dæmpe vibrationerne.
Der er også spørgsmålet om, hvad der hænger klokken i vakuumkammeret.Uanset mekanismen (medmindre den på en eller anden måde er magnetisk ophængt), vil strukturen overføre noget af den vibrationsenergi til fastgørelsespunktet og spredes enten ind i væggen eller gulvet i kammeret, uanset hvor det er fastgjort.Stift materiale vil overføre energien i større grad end blødere materiale, og med blødere materiale vil en del af energien blive spredt i selve materialet som varme.
@docscience Selvom det "på en eller anden måde" er magnetisk ophængt, betyder det, at der vil være elektriske effekter, når det vibrerer og bevæger sig i forhold til ophængningsenheden.
@Random832 - Meget sandt, jeg er enig
To svar:
Floris
2015-03-08 03:35:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Når en klokke vibrerer i luft, skubber den luftmolekyler ud af vejen, hvilket får vibrationerne til at "henfalde". Hvis du rammer en klokke i vakuum, vil denne tabsmekanisme ikke være der, så klokken vil "ringe" længere (men ingen kan høre den). Dette betyder ikke, at den indledende amplitude er signifikant større - bare at den fortsætter længere. Selvfølgelig, hvis du gentagne gange ringede på klokken, er der en lille chance for, at de øjeblikke, der påvirker, forstærker klokkens bevægelse (resonans), men det er ikke rigtig meget sandsynligt. Jeg ville ikke forvente, at klokken skulle gå i stykker hurtigere. På den anden side, for en elektrisk klokke, opvarmes de spoler, der bruges i mekanismen, og de vil normalt blive luftkølet (ikke frygtelig effektiv, men alligevel - det er en afkølingsmekanisme). Det kan tænkes, at en elektrisk klokke, der drives kontinuerligt i et vakuum, vil brænde ud, fordi køling er mindre end i luft - men det er ren spekulation.

Tilbage til spørgsmålet om dæmpet vibration, en skitse af, hvad dette kan ligner (vilkårlige tidsenheder langs den vandrette og amplitude langs den lodrette akse):

enter image description here

Jeg antager, at der er "nogle" tabsmekanismer for begge - men mindst en færre for klokken i vakuum. Den indledende amplitude efter at være ramt burde være (næsten) den samme.

Ru887321
2015-03-08 12:23:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Klokken vibrerer ikke hårdere, men det tager meget længere tid at henfalde. De vigtigste spredningsmekanismer er luft, bjælkeophængsbeslag og intern friktion i metallet.

En veludviklet klokkeholder vil være sådan, at klokkens fundamentale vibrationstilstand ikke producerer meget vibrationer eller ophængningspunktet.

Den indre friktion af en metalklokke begrænser kvalitetsfaktoren til ~ 1000, og ringetiden bliver således ca. 3 * freq_bell * Q.



Denne spørgsmål og svar blev automatisk oversat fra det engelske sprog.Det originale indhold er tilgængeligt på stackexchange, som vi takker for den cc by-sa 3.0-licens, den distribueres under.
Loading...