HELIKIIRUSE MÄÄRAMINIE PRAKTIKA ARUANNE Õppeaines: FÜÜSIKA I Ehitusteaduskond Õpperühm: Juhendaja: Esitamiskuupäev: Õppejõu allkiri: …………… Tallinn 2015 Tööülesanne Helikiiruse määramine õhus. Töövahendid Heligeneraator, valjuhääldi, ostsilloskoop, inimkõrv ja silm. Töö teoreetilised alused Lainete levimisel keskonnas levimise kiirus võrdub: v f kus v on lainete levimise kiirus, .λ -lainepikkus, f -sagedus. Leidnud heli kiiruse v temperatuuril T ,saab arvutada heli kiiruse mingil teisel temperatuuril,näiteks 0°C juures. Kiiruste ruutude suhe võrdub temperatuuride suhtega ning kasutades lähendusmeetodit võib kirjutada: v
docstxt/12918149389159.txt
vähenemine, kasutegur 0 kiirusel kus tõmme võrdub nulliga 8.A Püssammuga propelleri puhul lennukiiruse kasvades propelleri tõmme väheneb ja väheneb ka propelleri takistusmoment 9.E Propelleri töötamisel reeversreziimis on võrreldes horlennu reziimiga propelleri elemendi tõmme vastupidine ja takistus samapidine 10.B Propelleri pöörlemiskiiruse kasvades propelleri kasutegur väheneb, sest alates propelleri teatud pöörlemiskiirusest yletab mõnel elemendil õhuvoolui kiirus helikiiruse. 11.E Millal on takistusmoment vastupidine võrreldes horlennu reziimiga tuuleveski reziimis 12.D Mingi sammuga propelleri labade seadenurga muutmisel tekib olukord kus igale elemendile vastab erinev samm ja erinev seadenurk. 13. B Propelleri raskeks reziimiks nim. Olukorda kus propelleri takistumoment ei võimalda mootoril saavutada maximaalselt lubatud pöördeid. 14.A Propelleri tõmme on võrdne pöörlemiskiiruse ruudu ja diameetri neljanda astmega. 15. B Propelleri kasulik võimsus on
On masendav mõelda, et kogu saatus, kogu meie tulevik põhineb ainuüksi meie endi valikutel. Kui midagi valesti läheb, siis ei saa selles kedagi teist peale iseenda süüdistada, ja see juba on, millele mõelda. Kahekümne aasta pärast on maailm teistsugune olen selles veendunud. Vahest on siis juba sellised mootorsõidukid, mis kütuse asemel magnetvooge kasutavad, vahest pole neil enam mootoreid üldsegi vaja ja nad saavutavad helikiiruse. See oleks mõnus, reisida oleks väga kerge, oleks võimalik ühe päevaga teha maakerale mitu tiiru peale. Kui aga selliseid sõidukeid veel pole ja on endiselt soov külastada teist maakera poolust, siis tuleb rajada tunnel, otse läbi Maa sügavuse teisele poole välja. Minu eluamet olekski selle tunneli kaevaja. Iga hommik ärkan üksinda oma pisikeses kambris, mõtlen, kui jahe on maakoore all. Joon mõned tilgad külma kohvi ja söön kuivikuid siis on aeg tööle minna
3. 4917 24,1 27,7 3,6 0,00712 4. 4917 27,7 31,2 3,5 0,00712 5. 4917 31,2 34,8 3,6 0,00712 6. 4917 34,8 38,3 3,5 0,00712 ln , cm aritmeetiline keskmine on 3,56 cm ehk , m on siis ln korda 2 ehk 7,12 cm ehk 0,0712m Leian helikiiruse: v = f ehk siis v = 0,0712 * 4917 = 344 m/s Leian õhumoolsoojuste suhte: = 1,3959= 1,4 ; 23 C + 273= 296 K ; = µv ²/RT, kus R= 8,31J/kmol T - absoluutne temperatuur( °K), m - moolmass =29·10 3 kg/mol) Leian helikiirus temperatuuril 0 C: 344/ 1+ 0,002 * 23=328,87 = 328,9 m/s 0 C juures Järeldus: Kuna saadud tulemused langevad kokku käsiraamatus olevatega siis järelikult leitud helikiirus 344 m/s temeperatuuril 23 C on õige väärtus.
3. 4875 27,8 31,3 3,5 0,072 4. 4875 31,3 35 3,7 0,072 5. 4875 35 38,5 3,5 0,072 6. 4875 38,5 42,1 3,6 0,072 ln , cm aritmeetiline keskmine on 3,6 cm ehk , m on siis ln korda 2 ehk 7,2 cm ehk 0,072m Leian helikiiruse: v = f ehk siis v = 0,072 * 4875 = 351 m/s Leian õhu moolsoojuste suhte: = 1448,6 10-3= 1,44 ; 23,8 C + 273= 296,8 K ; = µv ²/RT, kus R= 8,31J/kmol T - absoluutne temperatuur( °K), m - moolmass =29·10 3 kg/mol) Leian helikiirus temperatuuril 0 C: 351/ 1+ 0,002 * 23,8 = 335 m/s Järeldus: Kuna saadud tulemused on veidi suuremad kui käsiraamatus, siis järelikult leitud kiirus 351 m/s temperatuuril 23,8C on veidike suurem kui tegelik suurus sel temperatuuril.
5.the flight is cancelled, is delayed- lend tühistati, lükati edasi 6.travel business class, economy class/tourist class- reisima äriklassis, tavalises klassis 7.fasten the security belts, a gate- kinnitava turvavööd, värav 8.baggage(Am), luggage- pagas 9.hand luggage is free from charge- käsipagas on ilma rahata 10.go through a security check- minema läbi turvaväravatest 11.declare goods, a supersonic aircraft, a jet- deklareerima kaupasid, üle helikiiruse lennuk,reaktiiv le. 12.a check-in-desk, to check for the flight- läbi minema check-in-ist, lennule regristreerima 13.the luggage claim area- pagasi kätte saamis koht. Travelling by train 1.trains run on time- rong sõidab vastavalt graafikule 2.a compartment, a carriage- kupee, vagun 3.change trains at Dover- istuma ümber Doveris/vahetama rongi Doveris 4.a ticket inspector/ a ticket controller(Am)-pileti kontroller 5
̅l̅, cm – aritmeetiline keskmine on 7,0 cm ehk 0,07 m, m – on siis ln * 2 0,07m*2= 0,14 m. Katse alguses leidsime ruumi temperatuuri laual oleva termomeetri abil milleks oli 23,2° C v f kus: v - on lainete levimise kiirus (m/s) - lainepikkus (m) f - sagedus (Hz) Katsete andmete põhjal leiaame helikiiruse: v 0,14 * 2500 m/s Leiame helikiiruse temperatuuril 0 C: v vo 1 0,002t Leiame õhumoolsoojuste suhte: v 2 m RT Leiame tegelikud v ja väärtused käsiraamatust: - 331,5 m/s m 3.1.4 Järeldused Tekkis mõõtmisviga, mille tulemusena erineb katsetest arvutuslikult saadud tulemus käsiraamatus toodud suurustest. erinevus 0,99% erinevus 2,95% Hinnang:
Bensiini tihedus on 680 -780 kg/m3 . Koostis sõltub töötlemise viisist ja lähtenaftast. Mootori käivituvuse huvied on oluline, et aurustumine algaks parajalt madalal temperatuuril. Tähtsaim bensiinile esitatav nõue on detonatsioonikindlus. Harilikul põlemisel liigub bensiinileek kiirusega mõnikümmens meetrit sekundis, kusjuures rõhk silindris muutub sujuvalt. Detonatsiooni korral on aga tegemist plahvatusega, leegi liikumise kiirus ületab helikiiruse. Selle tagajärjel võin mootor tõiselt kahjustada saada. 3.2 Diislikütus on naftasaadus mis on enamasti läbipaistva või kollaka värvusega. Diisel pihustub ja süttib kergelt. Täpselt seda nõuabki diiselmootor. Diislikütuse üks olulisemaid kvaliteedinäitajaid on väävlisisaldus. Suur väävlisisaldus kahjustab mootorit. Alates 1975. aastast on keelatud müüa diislikütust mille väävlisisaldus on üle 0,5%. 3.3 Etanool ehk etüülalkohol ehk piiritus on üks tuntumaid alkohole
Need mis alt kumerad on nende tõstejõukoefitsendid on väiksemad , kuid varisevad hiljem. Õhuerikaal näitab kui palju kaalub üks kuupmeeter õhku (kG/m3) Temperatuuri tõusmisel või rõhu langemisel õhu erikaal väheneb ning vastupidi . Järelikult erikaal ka väheneb ka kõrguse suurenedes. Rahvusvaheline standardatmosfäär on tinglik õhkkond , mille omadused muutuvad olenevalt kõrgusest kindlate lihtsustatud seaduste kohaselt. Õhk on siiski kokkusurutav kuid seda kiirustel üle helikiiruse. Mida suurem on õhuvoolu kiirus , seda väiksem on staatiline rõhk. Piirikiht on kiht liikuva keha umber , kus õhuvoolu kiirus kasvab nullist kuni kohaliku õhuvoolu kiiruseni. Mingi väga väike konarus võib laminaarse liikumise turbulentseks muuta. Aerodünaamilist jõudu , mis mõjub paralleelselt õhuvooluga nim. õhutakistuseks . (x = rõhu takistus + hõõrdetakistus) . tiiva juures kutsutakse seda ka profiilitakistuseks. Õhutakistus sõltub peamiselt vaid keha kujust
vahelise suhte / = F/F / 2/2 1 , (109) kus / gaasi voolukiirus ja temas heli levimiskiiruse suhe. Heli levimiskiirust saab määrata gaasi parameetritega: = kpv ; = kRi T Gaasi voolukiiruse ja temas heli levimiskiiruse suhet nimetatakse Mach´i arvuks (M) : M = / (110) Voolu kiirus on alla helikiiruse , kui M < 1 ja üle helikiiruse kui M >1 . Kui M 1 nimetatakse voolu kiirust helikiiruse lähedaseks. Viime Machi arvu (M) võrrandisse (109): / = F/F / M2-1 (111) Võrrand (111) väljendab gaasi voolukiiruse sõltuvust kanali ristlõikest. Alla helikiirusega vool (M < 1). Sellisel juhul on valemis (111) suurus (M2-1) negatiivne. Kui ristlõike pindala suureneb, siis F/F > 0 ja võrrandi (111) parem pool on negatiivne; selleks, et
Sisepõlemise mootori kasutegurid q = 1- 2 q1 DT keha kiirus on sama mis kineetiline energia. Kineetiline energia oli tühiselt väike ja ei avaldanud seetõttu DT protsessile märgatavat mõju. 1. Gaasi turbiinid, auru turbiinid. 2. Tsentrifugaal kompressorid. 3. Telgkompressorid. 4. Reaktiivmootorid. On tegemist väga suure kiirusega liikuvate gaasi või auru voolustega mille kiirus võib ületada helikiiruse. Nendes seadmetes on tegemist TD protsessidega . q = u + l J kg Rakendades TD esimesele protsessile e. voolusel, mis liigub meelevaldse ristlõikega kanalis/torus. Kusjuures see ristlõge võib meelevaldselt muutuda (suureneda/väheneda) on võimalik TD keha voolamise põhivõrrandid. Voolamise protsesse kus kanalid asuvad võib vaadelda tagastatava adjabaatse protsessina (isoentroopse protsessina). Soojusvahetus voolava keskkonna ja teda ümbritsevat keskkonna vahel ei jõua
3.0.1. LÕHKEAINETE TEOORIA. Lõhkeaine on mistahes aine, mille süütel kuumuse või põrutuse läbi toimub temas äkiline lõhustumine või oksüdeerumine. See protsess vabastab kuumuse ja valguse näol materjalisse talletunud energia, või lahustu-des gaasilisteks komponentideks, haarab tuduvalt suurema ruumala, kui oli materjali esialgne maht. Kuna selline paisumine toimub väga äkiliselt, paisatakse laienevate gaaside poolt eemale suured õhumassid. Kuna see laiendamine ületab tunduvalt helikiiruse, tekib helibarjääri ületamine. Sellega on seletatavad plahvatus- järgsed mehhaanilised tegurid. Lõhkeained toimivad erineval moel: kõrgeklassilised detoneeruvad, madala- klassilised põlevad ja süütelaengud, toimivad mõlemal viisil. Kõrgeklassilised lõhkeained detoneeruvad. Vaid nendes esineb detonatsioon. Tavaliselt kutsub detonatsiooni esile lõhkeainemassi läbiv lööklaine. Lööklaine lõhub aine aatomite vahelised
Lisaks sügavuse mõõtmisele pakuvad tänapäevased kajaloed lisavõimalusi. Näiteks töörežiime võib olla mitu OS DATA režiim, mis näitab oma laeva koordinaate, GPS kurssi, aega ja sügavust LOGBOOK režiim võimaldab registreerida käsitisi sügavusi mingi antud perioodi jaoks HISTORY MODE Ekraan on jaotatud kaheks osaks. Vasakpoolsel on registreeritud viimase 24 tunni sügavused; parempoolsel hetke sügavused. Võimalikud vead sügavuse mõõtmisel kajaloodiga Viga tegeliku helikiiruse kõrvalekalde tõttu arvestuslikust kiirusest Kajaloodi skaalajaotused on saadud eeldusel, et helikiirus on püsisuurus – 1500 m/sek. Tegelikult aga helikiirus võib tunduvalt kõrvale kalduda arvestuslikust kiirusest ja sügavus mõõdetakse veaga. Mõõtmisvea võib C h h( 1) C0 arvutada valemiga Laeva kiirusemõõturid. Logid Doppler logi Doppleri sagedusnihe
puutüve läbimõõt on väiksem hääle lainepikkusest. Kui see inimene paikneks teisel pool suurt maja, siis tema häält kuulda ei oleks, kuna maja mõõtmed ületavad tunduvalt hääl hääle lainepikkust ja sellepärast hääl teisele poole maja ei llevi. Täpsemalt käsitleme difraktsiooninähtust optikakursuses. 8.5 Laine levimiskiirus elastses keskkonnas Käesolevas peatükis tuletame valemi helikiiruse arvutamiseks elastses keskkonnas. Selleks vaatleme elastset varrast pikkusega ja ristlõikepindalaga . Varda materjali tihedus on ja elastsusmoodul (vt. alljärgnev joonis). Kui varda vasakpoolsele otsale anda an vasakult ult poolt löök, hakkab selle tõttu tekkinud häiritus liikuma parempoolse otsa suunas kiirusega v , mis ongi helikiirus varda materjalis. Aeg, mis kulub häirituse jõudmiseks parempoolse otsani, avaldub valemist
Kuid see tähendab ka seda, et näiteks samasugust energiat c2 M oleks vaja tähe massiga M hajutamiseks lõpmata hõredaks gaasiks. Seda aga väljendab järgmine massikao ja massi suhe: Viimase seose paremale poolele annavad palju täpsemad arvutused kordaja 0,6. Kui me hindame ainult suurusjärku, siis seda kordajat valemis vaja ei lähe. Ka siis on võimalik viimast seost kasutada paljude tähemudelite välja arvutamiseks. Raadiuste suhe Rs / R esineb ka helikiiruse valemis. Heli on füüsikalises mõttes rõhuäirituse levimine ruumis. Näiteks keskkonna tiheduse muutudes võrra muutub ka rõhk p võrra. Helikiirus avaldub järgmiselt: Tähe gravitatsioonijõu ja rõhu valemid võimaldavad helikiiruse ja valgusekiiruse suhte suurusjärguks järgmise avaldise: Muutliku tähe pulseerimise perioodi saame rõhuäirituse levimiskiirusest järgmiselt: 73
lõpmata hõredaks gaasiks. Seda aga väljendab järgmine massikao ja massi suhe: 72 Viimase seose paremale poolele annavad palju täpsemad arvutused kordaja 0,6. Kui me hindame ainult suurusjärku, siis seda kordajat valemis vaja ei lähe. Ka siis on võimalik viimast seost kasutada paljude tähemudelite välja arvutamiseks. Raadiuste suhe Rs / R esineb ka helikiiruse valemis. Heli on füüsikalises mõttes rõhuäirituse levimine ruumis. Näiteks keskkonna tiheduse muutudes võrra muutub ka rõhk p võrra. Helikiirus avaldub järgmiselt: Tähe gravitatsioonijõu ja rõhu valemid võimaldavad helikiiruse ja valgusekiiruse suhte suurusjärguks järgmise avaldise: Muutliku tähe pulseerimise perioodi saame rõhuäirituse levimiskiirusest järgmiselt: Astronoomiline objekt muutub nähtamatuks, kui Schwarzschildi raadius on suurem objekti
Kuid see tähendab ka seda, et näiteks samasugust energiat c2 ΔM oleks vaja tähe massiga M hajutamiseks lõpmata hõredaks gaasiks. Seda aga väljendab järgmine massikao ja massi suhe: Viimase seose paremale poolele annavad palju täpsemad arvutused kordaja 0,6. Kui me hindame ainult suurusjärku, siis seda kordajat valemis vaja ei lähe. Ka siis on võimalik viimast seost kasutada paljude tähemudelite välja arvutamiseks. Raadiuste suhe Rs / R esineb ka helikiiruse valemis. Heli on füüsikalises mõttes rõhuäirituse levimine ruumis. Näiteks keskkonna tiheduse σ muutudes Δσ võrra muutub ka rõhk Δp võrra. Helikiirus avaldub järgmiselt: Tähe gravitatsioonijõu ja rõhu valemid võimaldavad helikiiruse ja valgusekiiruse suhte suurusjärguks järgmise avaldise: Muutliku tähe pulseerimise perioodi saame rõhuäirituse levimiskiirusest järgmiselt: Astronoomiline objekt muutub nähtamatuks, kui Schwarzschildi raadius on suurem objekti
annaabi.ee 
