Das Kundtsche Rohr

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Das Kundtsche Rohr ist eine Möglichkeit, die Schallgeschwindigkeit zu bestimmen. Dieses Video zeigt, was genau im Kundtschen Rohr passiert und wie man die Schallgeschwindigkeit mit dem und die Eigenschwingungsfrequenzen des Kundtschen Rohrs bestimmen kann.

Опубликовано:

30 июл 2024

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Комментарии : 41

@chemicalcompound7839 3 года назад

Das Video ist besonders gut als Erklärung zu benutzen. Vielen Dank für die Bassmusik im Hintergrund, sie gab mir einen Ohrwurm ^^.

@arcstopmotion Месяц назад

sehr gutes Video 👍

@richardreif3407 2 года назад

Danke für das schöne Video.

@SuperJosba 2 года назад

Tolles Video, vielen Dank!

@Alceasy 3 года назад

Tolles Video! Sehr informativ!

@infinity220 3 года назад

Sehr gutes Video

@MrSorvigolava 3 года назад

Super erklärt! Vielen Dank!

@nochmalkurzerklart5753 3 года назад

Gerne!

@Downchill 3 года назад

Wirklich geniales Video. Danke

@nochmalkurzerklart5753 3 года назад

Gerne!

@nicofck8764 2 года назад

super video :) TRotzdem habe ich eine Frage: Warum sieht die erzeugte Welle im Rohr aus wie eine Transversalwelle, obwohl Schall Longitudinalwellen erzeugt ?

@nochmalkurzerklart5753 2 года назад

Anspruchsvolle Frage: Wenn ich es richtig verstanden habe, macht das Kundtsche Rohr die Schallschnelle sichtbar. Schall ist eine Longitudinalwelle, die man als Druckwelle (die Maxima und Minima sind dann Über- und Unterdrücke) oder als Schnellenwelle betrachten kann. Bei der Schnellenwelle ist dort ein Maximum, wo sich die Teilchen mit maximaler Geschwindigkeit nach links bewegen. Ein Mininum ist dann dort, wo sich die Teilchen mit maximaler Geschwindigkeit nach rechts bewegen (wobei technisch gesehen Richtungen und Vorzeichen Definitionssache sind). Die Styroporkügelchen schweben, wenn sich Luft schnell über sie bewegt (ich würde sagen, dass es was mit dem Bernoulli- oder dem Magnuseffekt zu tun hat, kann das aber nicht mit absoluter Sicherheit sagen). Bei einer stehenden Longitudinalwelle bewegen sich die Teilchen an Wellenbergen schnell nach links und nach rechts (je nachdem, ob der Berg gerade beim Minimum oder Maximum ist). Daher fangen die Kügelchen dort an zu schweben. Bei den Knoten ist ja nie ein Minimum oder Maximum, dort steht die Luft also. Daher schweben dort keine Kügelchen. Und weil durch die Wellenberge der Longitudinalwelle die Kügelchen nach oben fliegen, obwohl sich die Luft nach links oder rechts bewegt, sieht das Bild des Kundtsches Rohrs wie eine Transversalwelle aus.

@christianbohm9466 Год назад

@@nochmalkurzerklart5753 Das müsste aber anders rum sein. Die Stüroporberge sind die Knotenpunkte und die Stüroportäler sind die Minima und Maxima, weil bei den Knotenpunkten der Abstand der Teilchen abwechselnt am höchsten und geringsten ist, weil die Knoten sich ja nicht bewegen, während der Abstand der Teilchen in den Minima- und Maximabereichen sich nicht groß verändert. Weil der Druckunterschied bei den Knotenpunkten also am höchsten ist, müssten dort auch die Stüroporberge sein.

@L0rpGaming 7 месяцев назад

Gibt es einen Download für die Hintergrundmusik?

@1nicebananenschelle455 3 года назад

danke mann

@nochmalkurzerklart5753 3 года назад

Gerne!

@gabderzocker739 Год назад

Klasse Video !

@MrAlexo009 3 года назад

Super Video von unserem Lehrer sogar gelobt ich wollte aber auch gerne wissen wie das Lied im Hintergrund heißt

@nochmalkurzerklart5753 3 года назад

Das Lied wurde extra für das Video geschrieben und hat keinen Namen. Der Arbeitstitel lautet „Bassvorschlag 4“.

@MrAlexo009 3 года назад

@@nochmalkurzerklart5753 Danke für die schnelle Antwort

@martinmorris5812 Год назад

Sehr tolles Video. Nur lenkt Hassans Bassvorschlag4 mit seinem schiefen Ton (1:53min) mächtig ab. Zumal es in einer Endlosschleife liegt ;) Aber,keine geklaute Musik 😉

@meinctutw4412 Месяц назад

@obeloton3495 3 года назад

Müssten sich nicht alle Kügelchen an den Schwingungsknoten, dort wo die Amplitude am geringsten ist sammeln?

@nochmalkurzerklart5753 3 года назад

Auf den ersten Blick scheint das sinnvoll zu sein. Tatsächlich ist es aber eher umgekehrt der Fall. An den Schwingungsbäuchen wechseln sich Über- und Unterdruck periodisch ab, weswegen die Luft sich dort periodisch hin und her bewegt (dadurch entstehen auch diese Rippchen in den Schwingungsbäuchen). Also müssten die Kügelchen nur hin und her bewegt werden und dürften sich im Mittel gar nicht bewegen. Auf Grund von bestimmten aerodynamischen Prozessen (Wirbelbildungen hinter den einzelnen Kügelchen etc) sammeln sich die Kügelchen dann eher bei den Bäuchen.

@obeloton3495 3 года назад

@@nochmalkurzerklart5753 Danke für die schnelle Antwort :) So ganz klar ist es mir aber leider noch nicht. Wird hier der Druck oder die Teilchenbewegung als stehende Welle betrachtet? Und warum entstehen so viele, gleichemäßige Rippchen? ich hatte zuerst gedacht da zeigt sich eine Oberschwingung.

@nochmalkurzerklart5753 3 года назад

@@obeloton3495 Der Schalldruck und die Schallschnelle (die Bewegung der Luftteilchen) haben beide an der gleichen Position Schwingungsbäuche, sie sind aber phasenverschoben zueinander. Beide bilden eine stehende Welle, deren Position vom Kundtschen Rohr angezeigt wird (weil beide die Welle an der gleichen Position bilden). Das Rohr selbst zeigt ja eine permanente Auslenkung, daher ist die Phase der Schwingung hier egal. Die Rippchen sind keine Oberschwingungen. Durch die Bewegung der Luft (die durch den Schall entsteht) werden die Kügelchen angehoben (ich bin mir nicht sicher, durch welchen Effekt das geschieht, evtl. durch den Bernoulli- oder den Magnus-Effekt). Hinter den Kügelchen verwirbelt sich die Luft, weswegen direkt hinter den Kügelchen keine weiteren Kügelchen angehoben werden können (Effekte, die ähnlich der Kármánsche Wirbelstraße sind, man müsste dazu mal die Strouhal- und die Reynolds-Zahl betrachten). Ein bisschen weiter hinter sind die Wirbel dann wieder weg und neue Kügelchen können angehoben werden. Somit entsteht dann das Rippchen-Muster.

@rittersportlichweisse-voll9144 3 года назад

@@nochmalkurzerklart5753 Nein, am geschlossenen Rohrende, kommt es zur Reflektion der Druck-/Unterdruckwelle OHNE Phasensprung. Direkt an der Wand haben wir einen Bauch des Schalldruckes, aber einen Knoten, was die Schallschnelle angeht (durch die Wand können sich keine Moleküle bewegen, daher muss dort die Normalgeschwindigkeit der Luftsäule null sein). In λ/4 vor der Wand haben wir eine maximale Luftvibration = max. Schallschnelle. (Die Reflexion MIT Phasensprung tritt bei einem offenen Rohr auf. Verständlich hier dargestellt: ru-vid.com/video/%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE-ERsk3XA5BJM.html Der experimentelle Nachweis, dass am Ende des Rohres ein Bauch des Schalldruckes herrscht gelingt durch die Rubens'sche Feuerröhre. Hier ein Video mit korrekter Erklärung des Effekts: ru-vid.com/video/%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE-BbPgy4sHYTw.html ----------------- Zur Veranschaulichung/Herleitung: Man Zeichne sich die halbe Wellenlänge vor der Wand den Druckverlauf bei maximalem und minimalem Druck an der Wand (gemeinsam ergeben sie den Druckbauch an der Wand und in λ/2 vor der Wand und den Knoten bei λ/4). Jetzt vergleiche man die Druckverteilung zum Zeitpunkt 0 und T/2. Das Gebiet an der Wand, was vorher Überdruck hatte, hat nun Unterdruck, beim davor liegenden Gebiet ist es genau umgekehrt. Das ist nur Möglich, wenn Teilchen zwischen beiden Gebieten ausgetauscht wurden, da durch die verschlossene Seite keine Teilchen hindurch treten können. Der Bauch der Geschwindigkeit liegt also λ/4 vor der Wand. Dort bilden sich die Bäuche der Styroporkügelchen nach den von Ihnen beschriebenen Effekten. Tut mir leid, dass ich keine Zeichnung einfügen kann, dann würde das leichter verständlich.

@nochmalkurzerklart5753 3 года назад

Danke für den Hinweis, vor allem für die Videos! Wenn es aber wirklich so ist, dass die Schnellen- und die Druckwelle an unterschiedlichen Punkten Bäuche und Knoten haben, dann müssten sie ihr Phasenbeziehung ändern, wenn sie reflektiert werden. Die Druckwelle wird dann ohne, die Schnellenwelle mit Phasensprung reflektiert. Hast Du vielleicht eine Quelle, wo man das noch mal gesichert nachlesen kann?

@kollegahkollegah9402 4 года назад

wofür steht in der Gleichung das n?

@nochmalkurzerklart5753 4 года назад

n sind die Anzahl der Schwingungsbäuche.

@reniyato9002 3 года назад

@@nochmalkurzerklart5753 müsste es nicht die Anzahl an Bäuchen/2, also die Gesamtmenge an Wellen sein? Ich habs in ner Aufgabe mal mit beiden Varianten versucht, das richtige Ergebnis erhielt ich aber nur mit n = Bäuche/2. Hier nochmal die Aufgabe zum nachtesten: In einen 0,4 m langen Rohr mit 2 losen enden bilden sich beider Frequenz f = 1222 4 Schwingungsbäuche. Berechne die Schallgeschwindigkeit Lösung: C = lambda × f Lambda = (2 × L)/(n+1) Da sich 4 Bäuche bilden, beträgt die gesamtlänge 2 wellenlängen (4/2). Nach einsatz in die Formel erhält man: Lambda = (2×0,4)/(2+1) ≈ 0,27 C = 0,27 × 1222 ≈ 325,87m/s Ich würde mich sehr darüber freuen, wenn ihr zu diesem Punkt noch einmal Stellung bezieht und danke euch für das Video, ohne das der Einstieg in dieses Thema wesentlich komplizierter gewesen wäre

@nochmalkurzerklart5753 3 года назад

@@reniyato9002 Das ist eine gute Frage! Die Schwierigkeit bei Deiner Aufgabe ist, dass Dein Rohr zwei offene Enden hat, weswegen sich Deine Formel so nicht anwenden lässt. Es gibt 2 Möglichkeiten, auf Deine Frage zu antworten: Kurze Antwort: Für ein Rohr mit 2 festen/geschlossenen Enden (wie im Video) gilt: L=n•lambda/2 Für ein Rohr mit einem festen/geschlossenen und einem losen/offenen Ende (wie im klassischen Aufbau) gilt: L=n•lambda/2 - lambda/4 Für ein Rohr mit 2 losen/offenen Enden (wie in Deiner Aufgabe) gilt: L=n•lambda/2 - lambda/2 Lange Antwort: Direkt am Lautsprecher bildet sich ein Schwingungsbauch, quasi ein Maximum. Es sieht dann wie ein „halber Schwingungsbauch“ aus (weil er mit dem Maximum am Lautsprecher startet). Von dort bis zum nächsten Knoten beträgt der Abstand dann nur lambda/4. Das Gleiche findet sich dann auch am Ende des Rohrs, so dass beide „halben Schwingungsbäuche“ zusammen einen Schwingungsbauch ergeben. Mit den beiden anderen Schwingungsbäuchen zusammen kommt man dann auf 3 Schwingungsbäuche, also n=3. Wenn man die halben Schwingungsbäuche auf diese Weise zählt, kann man immer die einfache Formel: L=n•lambda/2 nehmen.*** Stellt man die Gleichung von oben nach lambda um, ergibt sich: lambda=2•L/n Mit n=3 und L=0,4m ergibt sich: lambda=2•0,4m/3 lambda≈0,27m Und damit dann eine Schallgeschwindigkeit von etwa c≈326m/s Ich hoffe, dass Dir das weitergeholfen hat. NMKE *** Dies gilt übrigens auch auch für die im Video genannte Formel für den klassischen Aufbau. Man zieht dort eine Viertelwellenlänge ab, weil genau diese Viertelwellenlänge beim klassischen Aufbau am Lautsprecher fehlt (dort ist wieder nur ein halber Schwingungsbauch).

@rentier1061 3 года назад

Harte Kritik: Die Frage von Obel o Ton war auf den Punkt (siehe u.a. Chladni-Figuren), die Antwort(en) daneben. _> "Tatsächlich ist es aber eher umgekehrt der Fall. An den Schwingungsbäuchen wechseln sich Über- und Unterdruck periodisch ab, weswegen die Luft sich dort periodisch hin und her bewegt..."_ oder > _"Der Schalldruck und die Schallschnelle (die Bewegung der Luftteilchen) haben beide an der gleichen Position Schwingungsbäuche, sie sind aber phasenverschoben zueinander."_ ??? Ich nehme nicht an, dass du die Physik einer Schwingung nicht kennst, aber die Antworten sollten schon sorgfältiger ausfallen. oder auch > _"Direkt am Lautsprecher bildet sich ein Schwingungsbauch, quasi ein Maximum."_ - Ein Bauch von was? Druck, oder Bewegung? Es muss doch zw. Bauch und Knoten, jeweils für Druck und Luftbewegung unterschieden werden. Dort, wo die Druckschwankungen ihren Bauch haben, hat die Luftbewegung/Geschwindigkeit einen Knoten, und umgekehrt (es ist ja eine Wechselwirkung zw. Druck ->potenzielle Energie und Luftbewegung> kinetische Energie). Weder im Video noch in den Antworten wird das deutlich, Druck und Geschwindigkeit beliebig. Aber wenn man dazu sagen würde, dass im Resonanzfall am offenen Ende keine Druckschwankungen (Umgebungsdruck), also ein Druck-Knoten ist, und am geschlossenem Ende keine Luftbewegung, also Geschwindigkeitsknoten ist, versteht das jeder, für immer. Eine Antwort etwa "dann musst du mal lambda/4 abziehen" führt nur zu Physik-Verdrossenheit. Ok. Nachdem wir jetzt wissen, dass die *Styroporkügelchen* das *Geschwindigkeitsprofil* der Welle wiedergeben, bin ich voll bei dir, dass es sich um aerodynamische Effekte handelt. Du warst der Lösung ganz nahe, leider nicht zu Ende gedacht. "Name dropping" von Bernoulli bis Reynolds hilft da wenig. IMO ist es in erster Linie Bernoulli-Effekt. Es ist ähnlich, wie Wellenmuster im Sand am Strand am windigen Tag entstehen. Wenn wir uns die Luftvibration als schnell die Richtung wechselnden Wind vorstellen, ist die Antwort naheliegend. An kleiner Erhöhung steigt die Luftgeschwindigkeit, das führt zum Druckabfall, die leichten Styroporkügelchen werden angehoben, grössere Erhöhung, usw. Eine positive Rückkopplung, die die Kügelchen zum Geschwindigkeitsbauch zieht, und auch die Spikes bildet. All das statistisch, in Bewegung. Um Obel o Ton angemessen zu antworten, könntest du ein Gegenversuch mit Sand oder Metallpulver durchführen. Ich wette, das Bild wird sich umkehren.