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Thema: Messung der Schallgeschwindigkeit in Stahl

  1. #1
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Messung der Schallgeschwindigkeit in Stahl

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    Wie lassen sich die dargestellten Hilfsmittel: Kleiderbügel, Messschieber, Feuerzeug und Oszilloskop mit Signalgenerator einsetzten, um die Schallgeschwindigkeit im Stahldraht des Kleiderbügels zu messen?
    Welcher Messwert für die Schallgeschwindigkeit wird erwartet?

    Manfred


  2. #2
    Super-Moderator Robotik Visionär Avatar von PicNick
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    Stehwelle ? mit glühenden Knoten ?
    mfg robert
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  3. #3
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Passt irgendwie gut zusammen die Kombination.
    Schwingende Saite mit Luftkühlung außerhalb der Knoten.
    Es gibt auch so einen Versuch, kann man damit die Schallgeschwindigkeit im Material messen?
    Manfred

  4. #4
    Super-Moderator Robotik Visionär Avatar von PicNick
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    Ich bin mir nicht sicher, ob der Putzerei-Bügel zum Schwingen zu bringen ist ? Wie koppelst du ein ?
    Wenn wir haben Frequenz, Länge Bügel, Lambda Stehwelle hätten wir ja alles, um glücklich zu sein ? (Außer den Formeln, aber das gilt nur für mich)
    mfg robert
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  5. #5
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Das ist alles völlig richtig.
    Die Formeln sind hierbei das wenigste: v= Lambda / T.

    Das Experiment selbst ist ungefährlich, aber der Kleinderbügel wird den Versuch nicht überdauern, nicht nur der. Zur Messung des Materials muss ein Stück (oder auch mehrere) aus dem Bügel herausgeschnitten werden.

    Dann war auch noch die Frage: Welcher Messwert für die Schallgeschwindigkeit wird erwartet?
    Manfred

  6. #6
    Super-Moderator Robotik Visionär Avatar von PicNick
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    Hi, schwer zu sagen, aus was genau so ein Drahtbügel besteht. Aber so umd die 6000 m /s wurd' ich schon schätzen
    mfg robert
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  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Welcher Messwert für die Schallgeschwindigkeit wird erwartet?
    In meinem Tabellenbuch (Dubbel) wird folgende Formel zur Berechnung von Schallgeschwindigkeiten (Longitudinalwellen in großen Körpern) angegeben:

    c = ((2*G*(1-ny))/(rho*(1-2*ny)))^0,5

    mit:

    G: Gleitmodul, für Stahl 80 000 N/(mm^2)
    ny: Poissonsche Zahl, ny =(E/(2 * G))-1
    E: Elastizitätsmodul, für Stahl 210 000 N/(mm^2)
    rho: Dichte, für Stahl 7,85 kg/(dm^2)

    Alles eingestetzt, kommt (hoffentlich richtig gerechnet) etwa 4300 m/s für die Schallgeschwindigkeit raus.

    Zumindest in der Größenordnug stimmt das mit der Schätzung von Picnick überein (Vielleicht ist der Kleiderbügel auch nicht hinreichend groß?)

    nicht nur der
    könnte das der Zünder für das Feuerzeug sein?

  8. #8
    Super-Moderator Robotik Visionär Avatar von PicNick
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    @ranke
    wenn mich meine Frau bei derlei Experimenten in geschlossenen Räumen erwischt, ist überhaupt mit massivsten Kollateralschäden zu rechnen, da ist mir der Kleidebügel oder das Feuerzeug wurst
    @Manfred
    Wie krieg ich den Bügel hinreichend zum Schwingen ? Experminent schon mal durchgezogen ?
    mfg robert
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  9. #9
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    Ja prima alles richtig bis jetzt, die treibende Kraft für das Experiment kam gerade von der anderen Seite, der Kleiderbügel war nur Zusatzmaterial.

    Bei einem geraden Stück der Länge 30cm braucht man ja schon eine Anregung von 10kHz um überhaupt nur einen Lamda/2 Schwinger zu erhalten.

    Ich will auch kurz vorweg nehmen, dass die Schall-Geschwindigkeit im Drahtkleiderbügeln (eine weithin unterschätzte Größe) etwa in der Mitte, so bei 5150m/s liegt.

    Spricht es noch jemand aus wie es geht, oder darf ich die Messung beschreiben?
    Manfred

  10. #10
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    Mal umgekehrt: Um Schall zu messen, muß ich erstmal einen haben. Hätt ich zwei Drähte knapp parallel (verbogener Bügel ?), könnt' ich den Draht ev. zum Schwingen bringen, bei Resonanz könnt' das vielleicht gehen, daß man davon was merkt (und wenn der Generator das leistet). Mit den glühenden Knoten bin ich ja skeptisch, daß das so punktgenau wird, um es zu messen ? Vielleicht eher der Meßschieber die Bauch-Maxima ?
    *rumrätsel*
    mfg robert
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