Eine Disk als Alarmanlage
Thema
Beim GYPT 2022/2023 gab es die Aufgabe 03 Siren, die wie folgt lautete:
"If you direct an air flow onto a rotating disk with holes, a sound may be heard. Explain this phenomenon and investigate how the sound characteristics depend on the relevant parameters."
Es entsteht also ein Ton, wenn ein Luftstrom auf eine rotierende Scheibe/Disk mit Löchern trifft. Dieses Phänomen einer Tonerzeugung soll erklärt und untersucht werden, außerdem, wie die Toneigenschaften von den relevanten Parametern abhängen.
Theorie
EINLEITUNGSSATZ
BASIC EXPLINATION: Was ist ein Ton? Warum entsteht ein Ton? etc.
fton = fdreh x n
Dabei ist fton die Tonfrequenz, fdreh die Rotationsfrequenz der Scheibe und n die Anzahl der Bohrungen auf einem der konzentrischen Kreise.
Die Tonfrequenz fton ist proportional zur Rotationsfrequenz fdreh der Scheibe. Der Proportionalitätsfaktor n muss experimentell ermittelt werden.
UMFORMULIEREN MIT N
Aufbau
Das ist der Aufbau für die Messungen. Ein Elektromotor erzeugt die Rotation. Die erstellte Bohrschablone ist an diesem befestigt. Die Anordnung der Bohrungen auf den konzentrischen Kreisen der Scheibe ist bei diesem Versuch symmetrisch. An dem Kompressor ist eine Druckluftpistole mit einem Schlauch (blau) angeschlossen. Aus dieser kommt ein Luftstrom.
BILD DER SCHEIBE
Daten
Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!
DATEN
GRAPH
Fazit
In diesem Projekt wurde die Erzeugung von Tönen durch eine rotierende Scheibe mit konzentrischen Bohrlöchern untersucht. Ein Luftstrom wurde durch die Scheibe geleitet. Für die Untersuchung wurden die Rotationsfrequenzen experimentell ermittelt. Die oben beschriebenen Parameter waren bei dem in dieser Arbeit vorgestellten Experiment unverändert, können aber prinzipiell auch variiert werden. Die Folgen der Parametervariation sind noch zu untersuchen.
WELCHE PARAMETER?
ANZAHL DER BOHRUNGEN -> Hast du nicht untersucht
ABSTAND DER LÖCHER VOM MITTELPUNKT DER SCHEIBE -> UNTERSUCHT -> KEIN EINFLUSS (DATEN)
ROTATIONSFREQUENZ -> PROPORTIONAL ZUR TONFREQUENZ -> DATEN
Herausgefunden wurde, dass zwischen der Rotationsfrequenz der Scheibe und der Frequenz der erzeugten Töne ein linearer Zusammenhang besteht.
Erfolge
Jugend forscht: 3. Platz Regionalwettbewerb Berlin Mitte (Physik)
