Il segnale acustico (onda longitudinale di pressione), in condizioni normali, si muove nello spazio e nei mezzi con velocita’ costante, che dipende dalle caratteristiche di elasticita’ dei mezzi, dalla pressione e, per i gas, dalle condizioni di temperatura e pressione.

Se il segnale e’ composto da una singola onda, il fronte d’onda percorrera’ lo spazio Ds nel tempo Dt con velocita’ c

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DETERMINAZIONE DELLA VELOCITA’ DEL SUONO IN ARIA

L’impulso sonoro (ottenuto battendo 2 aste metalliche tra loro) viene registrato in successione da due microfoni a distanza Ds l’uno dall’altro.

Il sensore misura l’intervallo di tempo Dt tra le registrazioni dei due microfoni.

VELOCITA’ DEL SUONO NEI CORPI SOLIDI

Nell’esperimento viene determinata la velocità del suono in quattro diverse aste metalliche : rame, ottone, alluminio e acciaio. L’asta, lunga 130 cm, viene percossa da un martelletto ad un estremo, il suono si propaga fino al fondo della sbarra (collegato ad un cristallo piezoelettrico che converte le onde di pressione degli impulsi sonori in segnale elettrico) e viene riflesso. Il sensore registra le riflessioni multiple per un tempo definito dall’utente, con un intervallo di campionamento stabilito dall’utente: si osserverà un segnale composto da un certo numero di onde.

Se Dt e’ l’intervallo di tempo che il suono ha impiegato a percorrere l’asta di lunghezza s nei due sensi, la velocità del suono sarà data da: 

Per valutare Dt, si possono considerare le distanze tra due massimi successivi, due minimi successivi o tra due linee che rappresentino il centro di due picchi successivi: si consiglia di considerare i minimi, normalmente più definiti.

• L’esperimento consiste nel misurare, per ciascuna asta, le riflessioni multiple per un tempo di 10ms (con un intervallo di campionamento di 20 ms vuol dire registrare 500 punti). Si consiglia di ripetere almeno una volta ciascuna misurazione. I dati possono essere copiati in una tabella Excel.

• Per ogni prova si individuano i minimi e si calcolano i Dt o periodi delle singole oscillazioni.

• Si considera, per ogni prova, il valore medio dei periodi come periodo di oscillazione e la deviazione standard come errore.

• Si calcola quindi la velocità del suono nel mezzo con l’errore. I valori ottenuti devono essere confrontati con il valore vero.

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