Akustik-Experimente – Schallwellen II

Versuch Nr. 2 – Klingende Gläser

Schallexperimente (Kasefoto shutterstock.com)

Schallexperimente (Kasefoto shutterstock.com)

Material
Mehrere Gläser Leitungswasser

Füllt die Weingläser mit unterschiedlich viel Wasser und haltet mit einer Hand den Boden des jeweiligen Glases auf dem Tisch fest, damit es nicht wegrutschen kann. Feuchtet den Zeigefinger etwas an, legt ihn von oben auf den Rand des Glases und streicht dann vorsichtig immer im Kreis über den Rand des herum. Unser Finger sollte möglichst fettfrei sein, am besten vorher mit Seife waschen. Weingläser, welche frisch aus einer Spülmaschine kommen, eignen sich besonders gut. Es entsteht ein klingender, heller Ton. Falls Ihr es nicht schafft, einen Ton zu erzeugen, könnt Ihr auch mit einem Klöppel oder Stab gegen das Glas klopfen – die Höhe des Tons ist bei beiden Methoden dieselbe. Testen nun ein Glas mit einem anderen Wasserstand und beobachtet, wie sich die Tonhöhe verändert.


Wie entsteht der Ton?
Der Finger, der über das Glas gleitet, unterliegt zwei Kräften: der Haft- und der Gleitreibung. Kurzzeitiges Haften des Fingers wird durch die Weiterbewegung von einem kurzen Gleiten, wieder gefolgt vom erneutem Anhaften abgelöste. Es entsteht ein schnelles Wechselspiel von haften und gleiten – dafür gibt es sogar einen Fachbegriff: »Stick- Slip-Mechanismus«. Das Weinglas wird dadurch in eine mechanische Schwingung versetzt. Diese erzeugt Schallwellen, die wir als hohen Ton mit dem Ohr wahrnehmen.

Beobachtung Nr.1 Je mehr Wasser sich im Glas befindet, desto höher klingt der Ton.
Beobachtung Nr. 2 Je weniger Wasser sich im Glas befindet, desto tiefer klingt der Ton.

Erklärung
Das Glas, das sich über dem Wasser befindet wird in Schwingung versetzt und erzeugt den Ton. Je mehr Wasser, desto kleiner ist die Masse des Glases, die schwingt, das Glas schwingt schneller und der Ton schwingt in einer höheren Frequenz.


Schlussfolgerung
Je länger, dicker und massiger ein System ist, um so träger ist es und um so langsamer schwingt es. Die erzeugten Töne sind tiefer. (Eselsbrücke: dicke Hummel)

Je kürzer, dünner und weniger massig ein System ist, um so schneller kann es schwingen und um so höher sind die erzeugten Töne. (Eselsbrücke: zarte Mücke)


Interessante Links
https://www.ohrenspitzer.de/home/ https://tatort-ohr.de

Quellen
Experiment Nummer 1
https://www.kids-and-science.de/experimente- fuer-kinder/detailansicht/datum/ 2017/08/12/ein-gummiband-spannen- und-toene-erzeugen.html

Experiment Nummer 2
https://www.kids-and-science.de/experimente- fuer-kinder/detailansicht/ datum/2016/11/10/einen-ton-erzeugen- mit-einem-feuchten-finger-ueberden- rand-eines-weinglases-fahren.html

Veranstaltungskalender

24.03.2018 - 19.01.2038, ganztägig
04.08.2018 - 04.06.2019, ganztägig
19.04.2019 - 11.06.2026, ganztägig
26.05.2019, 11:00 Uhr
27.05.2019 - 26.07.2019, ganztägig
28.05.2019 - 27.07.2019, ganztägig
29.05.2019 - 28.07.2019, ganztägig
Anzeige
Anzeige