dag Aniek,

Ik neem aan dat je de geluidssnelheid bepaalde door de resonantiefrequentie(s) te zoeken?

Dat er bovenin de buis gaten zitten verontrust mij een beetje aangaande je metingen: denk aan een blokfluit, die geeft met alle gaten dicht ook een heel andere toon dan met alle gaten open. Maar als je resultaten vond die in elk geval in de buurt van de geluidssnelheid uitkwamen dan zal de grootte van die gaten wel erg klein geweest zijn t.o.v. de diameter van de buis. 

Trouwens, het was toch geen Rubens' Tube hè ...
filmpje Rubens' Tube

Dat je met de langere buis beter kloppende uitkomsten kreeg verwondert me niet. Ik kan zo 123 twee oorzaken bedenken, en welke bij jou de grootste rol speelde hangt van je buis af. 

Ten eerste zit de buik die je aan een open uiteinde krijgt niet precies aan dat uiteinde, maar een klein eindje erbuiten. (dat vind je niet in de middelbare-school-natuurkundeboeken) Ik weet niet meer waar het precies van afhangt hóe ver. Zo krijg je dus altijd een afwijking in deze proef, en bij een korte buis natuurlijk een grotere afwijking dan bij een langere (omdat je fout dan procentueel kleiner is) . Maar je vindt dus hoe dan ook een langere golflengte en dus een te hoge geluidssnelheid.

Ten tweede, naarmate de diameter van de buis groter wordt t.o.v. de lengte krijg je ook afwijkingen. Een geluidsgolf zal zich in de vrije ruimte namelijk in een bolvorm verspreiden. We tekenen een geluidsgolf in een buis meestal wel als een transversale (sinus)golf zoals de golf in een snaar:



maar in feite is het een longitudinale golf, 



en is die sinus eigenlijk een grafiek waarin we de maximale snelheid van de deeltjes als groep uitzetten tegen de plaats in de buis.

Maar hoe dan ook, naarmate die buis breder wordt t.o.v. zijn lengte passen er niet allen golven in in de lengterichting, maar ook diagonaal. Diagonaal meet je natuurlijk ook een grotere lengte. Bij een langere buis met eenzelfde diameter is dat diagonaaleffect natuurlijk kleiner. 

Zou dit jouw afwijkingen kunnen verklaren?

"Heeft dit met interferentie te maken of interfereren de golven in de buis niet?"

Heel deze proef is 100% gebaseerd op interferentie. Als er niks zou interfereren, bij de knopen destructief en bij de buiken constructief, dan zou er niks resoneren en zou er ook niks te meten vallen. 

Groet, Jan

Hallo Jan,

Allereerst bedankt voor je reactie.
Mijn proef was geen Rubens Tube. Het waren enkel een pvc buizen met lengtes van 4,8 en 12 meter en alle drie met een diameter van 25 cm. 
We hebben de afstand die de golf aflegt, gedeelt door de tijd die een golf er over doet (resultaten coach).
Hier kwamen na de berekeningen de volgende resultaten uit:
Buis 1 (l = 4 m) : v_geluid = 326,70 ± 1,8 m/s
Buis 2 (l = 8 m) : v_geluid = 341,50 ± 7,0 m/s
Buis 3 (l= 12 m) : v_geluid = 340,93 ± 1,4 m/s

Met een theoretische geluidssnelheid (bij een temp van 20,9 ◦C) van 344 m/s.

Wat vooral opvalt is de grote meetonnauwkeurigheid van de tweede buis. Ook valt op dat de geluidssnelheid van buis 1 erg ver verwijderd ligt van de theoretische geluidssnelheid. 

Zou u, na specifiekere uitleg van deze proef, de resultaten op een andere manier kunnen verklaren? De gevonden geluidssnelheden zijn namelijk niet te hoog uitgevallen en de diameter van de buizen is even groot gebleven. 
Ik hang vooral vast op het feit dat de resultaten van buis 2 en 3 dicht in de buurt zitten van de theoretische geluidssnelheid en buis 1 juist niet. Daarbij snap ik de grote onnauwkeurigheid van de meting van buis 2 ook niet.

Groetjes

hmmmmmm....

op zoek dus.....

verdere vragen dan:

1. bij welke frequenties vond je resonanties?
   (Ik kan me niet voorstellen dat je hier met grondtonen hebt gewerkt: met ¼λ in een buis van 12 m zou dat een frequentie van om en nabij de 7 Hz betekenen.)
2. hoe heb je bepaald bij welke frequentie de resonantie het sterkst was?
   (op het gehoor bijvoorbeeld??)
3. hoeveel vertrouwen heb je in de nauwkeurigheid van de toongenerator?
   (ik neem aan dat je die gebruikte?.....)
4. op welke afstanden zaten die gaten die je noemde?

 
intussen heb ik ook gevonden dat je voor je buis een extra lengte moet berekenen van ca ΔL=0,3d
Met een diameter van 25 cm worden je lengtes voor je berekeningen dus 4,08 m, of 8,08 m of 12,08 m resp. 
Dat staat buiten kijf, maar dat maakt je afwijking in dit geval, omdat je te lage waarden vindt, een tikje kleiner. Zoveel kleiner dat je voor je buizen van 8 en 12 m reële waarden krijgt. 


zie bijvoorbeeld http://www.fonema.se/mouthcorr/mouthcorr.htm voor een lange versie,
of https://en.wikipedia.org/wiki/End_correction voor een kortere versie

Data daarvoor heb je zelf in je berekeningen gestopt, dus zou je ook moeten kunnen aangeven waar dat dan vandaan komt. Wij kunnen dat hiervandaan uiteraard niet zien. 

Hoi Jan,

Ik snap niet goed wat je precies bedoelt. Ik heb niet gekeken naar resonantiefrequenties. Betekent dit dat er eigenlijk niks van de hele uitvoering klopt?
Het geluid dat in de buis 'gestopt' werd, was een handklap. Het microfoontje registreerde hierbij de eerste klap en in een grafiek in Coach was de echo van deze klap te zien. Aan de hand van dit tijdsverschil is de geluidssnelheid berekend. 
 

dag Aniek,

nou, dan hebben we flink langs elkaar heen zitten praten. Zou fijn geweest zijn als je dat er direct bij verteld had, want dat vroeg ik namelijk al gelijk:en nee, met die meetmethode -op basis van echotijd- kan ik geen enkele zinnige verklaring bedenken voor die afwijking bij je eerste buis. Afstand microfoon tot einde buis goed nagemeten?