jtiili.pdf, 1797 kB
jtiili.pdf, 1797 kB
jtiili.pdf, 1797 kB
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
24<br />
oli mustalla kielellä. Valmistajan ilmoittama pituusmassa oli 1,53 g/m ja kokeellisesti<br />
määritetty pituusmassa oli 1,16 g/m. Poikkeama ilmoitetusta arvosta on 24 %.<br />
Kieli on mahdollisesti venynyt aikaisemmassa käytössä. Tämä täytyy ottaa huomioon<br />
tällä kielisarjalla tehtäviä laboratoriotöitä suunniteltaessa.<br />
6.2.3. Päistä kiinnitettyjen kielten ominaisvärähtelyt<br />
Systeemiin kiinnitettiin aluksi keltainen kieli, jota jännitettiin kiinnittämällä<br />
siihen 1,0 kg:n punnus. Punnuksen kieleen kohdistama jännitys kohdistuu tasaisesti<br />
koko kieleen, joten se on pituussuunnassaan homogeeninen ja sen jännitystila on vakio.<br />
Säädettiin värähtelijään syötettävän signaalin taajuutta ja havainnoitiin kielen<br />
värähtelyjä kielen ominaistaajuuksien löytämiseksi.<br />
Kielen poikittaisten värähtelyjen amplitudi suureni huomattavasti värähtelijän<br />
värähdellessä 15 Hz:n taajuudella. Kieli oli resonanssissa värähtelijän kanssa.<br />
Tällöin koko kieli värähteli yhtenä kupuna joten sillä oli solmukohdat ainoastaan<br />
päissä. Myös 31 Hz:n taajuudella amplitudi kasvoi huomattavasti. Tällöin kielen<br />
keskellä oli solmukohta. Amplitudi suureni aina taajuuden kasvaessa n. 15 Hz:llä,<br />
resonanssitaajuudet on esitetty taulukossa 2.<br />
Taulukko 2: Jännitetyn kielten ominaisvärähtelyjen taajuudet ja solmujen lukumäärät.<br />
Solmuja 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10<br />
Taajuus 15 31 46 61 76 92 107 123 138 154 169<br />
Kielen ominaistaajuudet esiintyivät perustaajuuden 15 Hz moninkertoina,<br />
joita kutsutaan perusvärähtelyn harmonisiksi kerrannaisiksi. Värähtelyjen muodot<br />
muuttuivat siten, että jokainen 15 Hz:n taajuuden lisäys sai aikaan värähtelyn, jossa<br />
oli yksi solmukohta enemmän kuin edellisessä ominaisvärähtelyssä. Näitä ominaisvärähtelyjä<br />
saatiin näkyviin aina kymmenenteen harmoniseen kerrannaiseen asti. Värähtelijän<br />
amplitudi pienenee näillä taajuuksilla jo niin pieneksi alkuperäiseen verrattuna,<br />
että se ei riitä saamaan aikaan riittävän voimakkaita värähtelyjä silmin havaittavaksi.<br />
Tästä nähdään, että kielellä on kuitenkin useita ominaistaajuuksia joista<br />
tosin tässä saatiin näkyviin vain osa. Jännitetyn kielen ominaistaajuudet esiintyvät<br />
perustaajuuden harmonisina kerrannaisina. Ne noudattavat ainakin johonkin n asti<br />
lakia:<br />
f<br />
nf<br />
n 1 (10)<br />
, jossa f 1 on kielen perustaajuus ja n saa arvoja 1, 2, 3, … .<br />
Huomioita:<br />
Koetta tehdessä havaittiin, että kieleen muodostuu solmu värähtelijän liitoksen<br />
kohdalle tai hyvin lähelle sitä. Tämä käsitys vahvistuu mitattaessa kieleen muodostuvien<br />
solmujen välimatkoja. Solmut jakavat kielen värähtelevän osan yhtä pitkiin<br />
osiin. Mitattaessa solmujen välimatkoja havaitaan värähtelijän puoleisen<br />
reunimmaisen solmun osuvan kielen pään sijasta hyvin lähelle värähtelijän kiinnityskohtaa.<br />
Tämä efekti voimistuu ja näkyy selvimmin siirryttäessä korkeammille<br />
taajuuksille. Perustaajuudella värähtelevällä kielellä ja perustaajuuden ensimmäisellä<br />
harmonisella kerrannaistaajuudella värähtelevällä kielellä tätä ei vielä huomaa, mutta